[00128539]环境治理中关键材料制备和性能调控

光催化材料和聚合物分离膜材料是环境治理等领域不可或缺的关键材料,是服务于绿色发展、生态文明建设和美丽中国建设等战略规划的高新材料之一。在国家自然科学基金委和浙江省科技厅、省自然科学基金委的长期资助下,我们聚焦应用于环境治理的新型光催化材料制备规律和性能调控研究,取得了以下主要创新性研究成果： （1）异质结光催化剂由于其特殊的能带结构和载流子输送特性,在光催化反应中能有效抑制光生电子和空穴复合,提高量子效率和光响应范围。课题组发展了MoO3-gC3N4等一系列新型高效的异质结光催化剂。同时对催化剂进行了系统的表征,阐明了其对多种染料废水的降解机制,提出了进一步提升其催化效能的方法和途径。课题组发展的一系列纳米异质结光催化材料成功地实现了光致电荷的有+效分离和高效的可见光光催化性能,为污水处理提供了新技术和新手段。 （2）CO2光催化转化技术可以在温和的反应条件下,利用太阳能将CO2催化转化为燃料或化学品,同时消除导致全球变暖的温室气体CO2,意义重大。课题组开发了ZnO/g-C3N4和Ag3PO4/g-C3N4等一系列复合型高效CO2光催化转化材料,实现了直接将CO2转化生成具有更高附加值的C2+化学品,同时解决了光催化剂难以兼具高活性与高C2+选择性这一难题,为制备高性能高选择性光催化剂提供了理论基础和技术途径。 （3）聚醚砜（PES）和聚偏氟乙烯（PVDF）材质由于其良好的热稳定性和机械强度,是应用最方法的分离膜材料之一。课题组通过共混和表面改性等方法构筑了系列应用于污水处理的超滤微滤膜。提出了膜污染的界面热力学学术思想,建立了定量计算污染物与膜表面界面作用力的方法,从界面热力学角度深入阐述和解析了膜表面粗糙度、亲疏水性、污染物粒径等因素对膜过滤性能的影响机,为界面作用能的可控调节和膜表面形态的可控合成提供了理论基础和技术途径。 近5年内在Environ. Sci. Tech.、Appl. Catal. B、J. Membr. Sci.、Water Res.、J. Hazard. Mater.、Bioresour. Technol. 等国际期刊上发表SCI学术论文112篇,总影响因子超过450,被SCI他引2000余次。10篇代表作发表于2012-2015年,其中3篇为ESI高被引论文,截止2017年12月,Google Scholar总引用736次,Web of Science 统计他引475次,获得国内外同行高度认可,形成了广泛的学术影响力。