[00972433]新型光电催化技术去除环境污染物的研究

研究目的： 开发高效、节能、低成本的光电催化技术，为去除气相中的挥发性有机污染物以及水体中的有机染料和重金属离子提供可行性方案。 主要科学发现点： （1）首次利用平面型器件实现了气相甲醛的光电催化去除，突破了光电催化技术不能应用在气相污染物降解反应的局限，并具有高效的特点。跟传统的光催化氧化甲醛相比，光电催化氧化甲醛的效率提高了16.3倍；应用平面型器件还可以直观地探讨气相或液相污染物和催化剂之间的电荷转移机制，发现了从甲醛（或有机污染物）到TiO<,2>的光致电荷转移过程，完善了对光催化反应机理的理解； （2）首次利用二极管整流的交流电作为光电催化反应的电压驱动模式，可以不需要交流电转换成直流电的装置，直接利用墙壁交流电。这种驱动方式具有高效、节能的优点，更有利于光电催化降解污染物的实用化； （3）首次实现了无半导体光催化剂存在下重金属离子的高效稳定去除，突破了传统光（电）催化技术必须使用半导体光催化剂的业内共识，避免了传统技术中的工艺复杂、催化剂不稳定的问题。新体系光电催化还原六价铬的效率是传统TiO<,2>薄膜的三倍以上，为光电协同（催化）技术的发展和实用化提供了崭新的研究视角，有潜在的工业应用价值； （4）开发新型光催化剂应用于重金属离子的光电催化去除。利用TiO<,2>纳米管光阳极结合大面积Ti网阴极，以及利用新型载钛羟基磷灰石催化剂，实现了高效快速光电催化去除重金属离子，解决了光电催化技术较少应用在重金属还原体系中以及效率低的问题。 成果产生的价值： 该项目发表SCI收录文章17篇，总影响因子59.416，总他引次数118，获得授权中国发明专利3项。相应成果入选北京市自然科学基金“十二五”期间优秀成果选编，并被“Renewable Energy Global Innovations”网站作为研究热点报道。所获3项专利均实施了专利转让，取得了一定的经济效益和社会影响。项目研究为光催化/光电催化协同技术的发展和实用化提供了崭新的研究视角，既有理论意义，又有实践创新，具有工业应用价值和环境保护意义。