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我校李宗宝教授在TiO2光催化剂改性方面取得阶段性成果
日期:2017-04-10  发布人:[db:作者]  浏览量:192
    随着城市人口的高速增长和工农业生产和社会经济的不断发展,给人们带来丰厚物质财富,同时大量环境污染物,尤其有毒气体的排放给人们生活和健康所带来的威胁也日益明显。2013年,雾霾成为年度关键词,报道显示,在中国最大的500个城市中,只有不到1%的城市达到世界卫生组织推荐的空气质量标准,且世界上污染最严重的10个城市有7个在中国。雾霾天气给气候、环境、健康、经济等方面造成显著的负面影响。其危害主要有引起城市大气酸雨、光化学烟雾,导致大气能见度下降,阻碍空中、水面和陆地交通,提高死亡率、使慢性病加剧、使呼吸系统及心脏系统疾病恶化,改变肺功能及结构、影响生殖能力、改变人体的免疫系统等。由于有环境友好性较佳、过程可控、绿色无污染等优良特性,光催化氧化法受到人们的青睐,新型光催化剂的制备与研究亦受到人们的普遍关注。光催化材料在新能源与环境领域中起到重要的应用前景,尤其二氧化钛(TiO2)在光催化氧化领域的表现日益突出。然而由于其禁带宽度较大的缺陷,使其对可见光的响应较弱。因此如何改性TiO2从而提高其对可见光的响应成为目前研究的重点。目前国际上通用的改性方法主要由:元素掺杂改性、半导体复合改性、贵金属表面沉积改性及有机-无机包覆改性等方法。其中,元素掺杂改性方法由于制备简单、对设备的条件要求较低等特点成为改性研究的重点。目前掺杂改性主要采用溶胶凝胶法进行,该方法存在制备量少、工艺把控及可重现性差等缺点,制约其从实验室合成向实际工业生产的转化;贵金属沉积方法,主要采用Ag、Au、Pt等贵金属纳米晶沉积在二氧化钛表面,从而形成稳定的催化反应中心,从而提高其催化活性。但若实际合成中采用大量的贵金属,必将造成合成成本的居高不下、不利于其工业应用推广。
    针对上述主要技术难度,李宗宝教授分析金属掺杂和贵金属沉积改性两种方法的优缺点,在理论计算的基础上成功实现了采用浸渍法实现过渡金属元素对TiO2表面的改性合成。实验证明,其对甲基橙的光催化效率是P25的2-3倍、Ag/TiO2的2倍,成为一种有效的改性合成方法。该方法主要采用工业合成的纯二氧化钛为原料,通过一步浸渍法并通过低温煅烧方式,实现过渡金属元素在材料表面的沉积复合。通过实验发现,过渡金属Fe沉积TiO2表面,将对温室气体NxO和CO具有较好的催化性能,使其一步催化还原为N2和CO2。金属钒的沉积改性研究发现,V的表面沉积利于VO3相的形成,从而在材料表面形成催化活性基团,利于对硫氧化物和氮氧化物的催化降解。该合成方法可以通过过渡金属掺杂替代贵金属掺杂,利于降低合成成本;通过表面沉积合成方法能够克服溶胶凝胶法的合成缺点,满足工业化生产需求。相关的成果已发表在RSC advance,Journal of molecular structure, Canadian journal of physic, 物理学报,中山大学学报(自然科学版)等高水平杂志上,论文它引次数达10多次。并申请发明专利1项,申请号:201510869040.4。
                                                       
 
个人简介:
我校李宗宝教授在TiO2光催化剂改性方面取得阶段性成果
    李宗宝,(1982-),教授,湖南科技大学和贵州大学硕士专业学位研究生校外指导教师,贵州省千层次人才,铜仁学院重点学科带头人,铜仁学院学术带头人,主要从事环境友好型功能材料改性制备和生物质资源综合利用与开发研究方面的研究。主持完成目前主持和完成地厅级及以上科学研究项目10余项,近5年发表论文30余篇,其中被EI、SCI收录17篇,核心10篇。申请发明专利6项,获批2项。

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