地区：上海市 宝山区
关键词：合肥工业大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000004063
成果描述：
| 该项目属于化学工程，环境化学，材料科学等交叉研究领域。针对持久性有毒污染物生物毒性强、可生化性差等关键技术难题，该项目将新型吸附分离与催化氧化技术耦合，以新型吸附催化新材料的创新为突破口，开展吸附-催化氧化“一体化”的研究工作，解决了工业废水难以深度净化的技术难题。在国家自然基金、安徽省自然基金、教育部留学回国人员启动基金、材料化学工程国家重点实验室开放基金和留学人员科技活动项目等资助下，合肥工业大学和澳大利亚Curtin University等国内外高校长期合作，取得了一系列创新成果。主要科学发现包括：开创性地提出了基于硫酸根自由基的新型类Fenton反应体系及性能调控途径。开发了新型类Fenton催化剂的制备新方法，阐明了纳米材料对有机物的降解规律以及降解机理，构建了动态吸附及催化反应表征技术，建立了本征反应动力学模型，发现扩散、吸附、活化、转化等步骤中决定反应速率的关键步骤，揭示了催化活性中心的本质和调控机理，为工业化应用提供了理论数据。揭示了新型碳纳米吸附材料与污染物分子的反应机制。通过优化合成反应工艺条件，开发出结构、性能可控的碳纳米管大批量、低成本化学制备及纯化新技术，基本解决碳纳米管的层数、尺寸、缺陷控制方面的基础理论与技术问题，从理论上阐明不同种类目标污染物分子在纳米材料表面的吸附状态、吸附量、化学修饰表面对污染物吸附的影响。自主研发了新型磁性石墨烯复合材料，发展了石墨烯复合材料绿色无污染制备技术，诠释了石墨烯层自由移动的π电子与有机污染物之间的络合反应机制，采用该吸附材料可高效去除有机污染物。实现了基于磁回收的新型可见光-类Fenton催化剂的创制及性能调控。设计并制备出集污染物吸附-降解功能于一体的新型光催化剂，揭示出复合催化剂制备过程中介尺度结构的形成、演化和控制机制，实现了催化剂低成本化学制备。构建了可见光-类Fenton催化反应体系矿化有机污染物，揭示出纳米材料在水中与典型污染物之间的相互作用机理，明确了类Fenton反应与可见光催化的耦合机制及其相互关系，实现了吸附与催化氧化反应的多尺度耦合。该项目研究期间（2010-2014年）公开发表一系列高水平的学术论文，包括Ind. Eng. Chem. Res.（6篇，国际化工领域三大顶级期刊之一）、Chem. Eng. J.（3篇）、J. Hazard. Mater.（1篇）、Bioresour. Technol.（1篇）和J. Colloid Interface Sci.（2篇）等。8篇代表性论文SCI他引频次539次，20篇核心论文SCI他引频次693次。其中：4篇论文入选ESI高被引论文；1篇论文入选“2012年度中国百篇最具影响国际学术论文”；2篇论文入选安徽省自然科学优秀学术论文“二等奖”（第七届和第八届）；3篇论文入选国际期刊顶级引用奖；2篇论文入选ScienceDirect TOP25热点论文。申请国家发明专利10项，已获授权7项。该项目培养了高质量研究生，获得安徽省“十佳大学生提名奖”、安徽省“双创之星”、全国研究生环境论坛优秀论文“特等奖”、“研究生国家奖学金”、“研究生十大科技标兵”等奖项。项目负责人姚运金先后获得中国石油和化工教育科学研究成果“一等奖”和论文“二等奖”以及合肥工业大学首届“同泽优秀园丁奖”等称号。现为American Chemical Science Journal和Journal of Applied Chemical Science International期刊编委，Appl. Catal. B: Environ.、Chem. Eng. J.、Environ. Sci. Technol.等二十余国际学术刊物的审稿人，中国化工学会、美国纳米协会（American Nano Society）以及The Society of Chemical Industry会员。 |
