高效绿色环保纳米光催化材料及应用doc.docVIP

附件2： 科学技术进步奖公示样本: 项目名称 高效绿色环保纳米光催化材料及应用 推荐单位 （推荐专家） 大连民族大学 项目简介 随着工业与经济的快速发展，环境污染问题日益加剧。其中城市空气和水污染最为严重，已成为国际社会关注的热点问题。光催化这项“绿色”技术的诞生为解决上述环境问题提供了一条充满希望的崭新途径。在光激发下，纳米半导体光催化材料不仅可以降解、矿化水或空气中的有机污染物，还可以移除污水中的重金属离子、杀灭细菌。因此，该项技术已在环境净化领域广泛应用，如室内空气净化、玻璃清洁、空气除臭等。然而，目前市场常用的P25（商用TiO2纳米粉末）基光催化材料存在诸多缺点亟待解决：（1）在污水处理后无法从中分离，造成二次污染；（2）空气净化处理过程中对污染物分子吸附性较差，见效慢：（3）光催化剂光吸收范围窄、活性表面有限，而且催化剂只能涂覆不易于加工成型，难以灵活使用。本项目属于光催化技术相关材料领域，针对领域内存在的问题和技术挑战，主要研发了以下技术内容并应用推广： 一、改性TiO2纳米纤维膜的污水处理： 在国际上率先将静电纺丝技术应用于光催化材料的制备与合成，将传统TiO2纳米光催化材料进行了纤维化处理，编织成TiO2基掺杂或多组分复合纳米纤维膜，极大提高了TiO2纳米光催化材料的光吸收及量子效率，解决了纳米尺度光催化材料污水处理使用后难于分离回收的问题。较比目前市场上商用P25光催化粉末，该技术研发的系列改性TiO2纳米纤维膜在染料污水处理方面显示出更强光催化性能和独特的宏观易加工性。适用于污水除菌、重金属离子分离及矿化化学有机物水污染等。 二 、高吸附性纳米复合光催化纤维膜的空气净化： 通过优化静电纺丝技术参数及仪器，发展了系列独特结构的碳纳米纤维膜，比表面积最高可达571.47m2/g，较比商业碳纤维提高了近三个数量级。开创性的将纳米光催化材料分级组装在该类碳材料表面，合成具有宏观结构的纳米材料集成复合纤维膜，实现了高吸附和强催化的双功能性，协同促进了光催化污染物降解功效。克服了商用气体吸附材料失活的现象，为室内空气净化器提供了核心的材料。 三、毒性污染物的光催化转化及再利用： 发展了系列中空结构的复合纳米纤维膜光催化材料，极大提高了催化活性材料与污染物的有效接触，实现了将有毒污染物对硝基酚的光催化转化，获得了可用原料对氨基酚，反应动力学系数可达142.26S-1g-1，达到国际领域水平，适用于在药物、摄影及环境治理行业的推广。 本项目获国家发明专利4项，相关领域发表SCI论文50余篇，被引用1000余次。本项目发明的系列光催化纳米纤维膜成功实现了纳米光催化剂高效催化和分离回收，达到实际应用标准，技术指标达到国际领先水平。相关产品具有制备工艺简单、产率高、成本低等优点，目前已为公司创造直接经济效益五百余万元，极大地促进了光催化技术的实用化发展，并产生了良好的社会效益。 完成单位 及创新推广贡献 大连民族大学，哈尔滨师范大学，大连举扬科技股份有限公司 大连民族大学主要负责项目的整体策划、实验设计及实施，为项目负责人提供了充足的科研条件和各方面的保证； 哈尔滨师范大学主要负责项目中几种光催化剂的合成和表征，加快了项目实施进度； 大连举扬科技股份有限公司主要负责光催化剂在环境净化相关仪器中的安放、应用及推广。 推广应用情况 项目研发的高效绿色环保纳米光催化材料，因其在大于400nm光激发下，不仅可以提高铋系纳米结构光催化材料的光催化活性，活性远高于目前工业中受紫外光激发的TiO2催化剂，也可以提高催化剂对污染物的吸附性能。该材料因兼有高吸附和强催化的双功能性，目前与大连举扬科技股份有限公司合作，作为核心材料应用于其芳烃污染物光催化净化设备中，目前已为应用单位新增了经济效益，并在实施的气体污染治理项目中得到认可，取得了良好的应用效果。项目成果的应用，有效的促进催化反应物在光催化剂表面的扩散，增加光催化反应几率，提高了净化装置整体治理效率，节省了所需材料的用量，降低了企业生产成本，满足了整体设备的性能及要求。 曾获科技奖励情况 无 主要知识产权目录（不超过10件） 序号 知识产权类别 知识产权具体名称 国家 （地区） 授权号 授权日期 证书编号 权利人 发明人 发明专利 SnS2/g-C3N4复合纳米片光催化剂及制备方法 中国 ZL201410148393.0 2015.11.04 1836504 大连民族大学 张振翼；董斌；黄金斗；苑青 授权 发明专利 枝状结构ZnSnO3/TiO2复合纳米纤维湿敏材料的制备方法 中国 ZL201410289336.4 2016.01.20 1927186 大连民族大学 张振翼；董斌；黄金斗；苑青 授权 发明专利 一种绿色上转换发光材料及其制备方法 中国 ZL2