化工學(xué)院李偉副教授課題組在《Applied Catalysis B: Environment and Energy》上發(fā)表最新研究成果

近日，我校化學(xué)與化工學(xué)院李偉副教授課題組在基于有機(jī)-無(wú)機(jī)光催化薄膜的平板廢水凈化處理方面取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果以“Synergistically electronic interacted PVDF/CdS/TiO₂ organic-inorganic photocatalytic membrane for multi-field driven panel wastewater purification”為題發(fā)表在環(huán)境與能源領(lǐng)域一區(qū)TOP期刊《Applied Catalysis B: Environment and Energy》上，碩士生廖國(guó)成為本研究的主要完成人，我校為唯一通訊單位，化工學(xué)院李偉副教授為第一作者和通訊作者，環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院（碳中和科學(xué)與技術(shù)學(xué)院）王傳義教授為共同通訊作者。國(guó)家自然科學(xué)基金（22376131）提供經(jīng)費(fèi)支持。該研究的發(fā)表極大地推進(jìn)了我校化學(xué)學(xué)科的影響力。

復(fù)合光催化薄膜制備及性能

工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量對(duì)環(huán)境不友好的廢水，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成很大的威脅。六價(jià)鉻(Cr(VI))被WHO國(guó)際癌癥研究中心列為A類致癌物，主要產(chǎn)生于電鍍、毛紡染整、皮革鞣制、防腐、涂料生產(chǎn)等領(lǐng)域。因此，解決Cr(VI)廢水污染事關(guān)民生安全，符合綠色可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。三價(jià)鉻(Cr(III))是生物體所需的微量重金屬離子，所以將Cr(VI)還原成Cr(III)可以有效解決Cr(VI)廢水的污染危害。然而，需要注意的是，含鉻廢水中常含有豐富的有機(jī)物，水體中的Cr(III)很容易與有機(jī)物絡(luò)合形成有機(jī)鉻絡(luò)合物，過(guò)量時(shí)也會(huì)引起人體的過(guò)敏癥狀。因此，在解決Cr(VI)廢水污染的同時(shí)，也應(yīng)重視有機(jī)鉻的二次危害。

復(fù)合光催化薄膜微結(jié)構(gòu)、性能及其平板廢水凈化系統(tǒng)的性能表現(xiàn)和機(jī)理

太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的廢水凈化技術(shù)是解決水體污染物危害的有效策略。本研究將優(yōu)化的高活性CdS/TiO₂異質(zhì)結(jié)與有機(jī)鐵電PVDF復(fù)配，通過(guò)靜電紡絲工藝制備出結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和可隨意裁剪的復(fù)合光催化薄膜，獲得了高效的Cr(VI)還原與協(xié)同有機(jī)物降解催化活性，可在弱光強(qiáng)（74.1 mW·cm^-2）光照下進(jìn)行快速和持久的含鉻廢水凈化處理，免除二次污染的危害。為更好地推動(dòng)光催化技術(shù)在廢水處理方面的實(shí)際應(yīng)用，本研究構(gòu)建了基于該復(fù)合光催化薄膜的平板廢水凈化處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了含鉻廢水的有效凈化處理。本研究通過(guò)膜材料輔助的平板反應(yīng)技術(shù)為光催化廢水凈化處理提供了新方法。

附：文章信息：

W. Li*, G. Liao, W. Duan, F. Gao, Y. Wang, R. Cui, X. Wang, C. Wang*, Synergistically electronic interacted PVDF/CdS/TiO₂ organic-inorganic photocatalytic membrane for multi-field driven panel wastewater purification, Appl. Catal. B-Environ. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2024.124108

新聞小貼士：

李偉，副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事光催化材料制備和在環(huán)境與能源領(lǐng)域應(yīng)用研究。目前已在國(guó)際知名期刊發(fā)表SCI論文60余篇，參編外文學(xué)術(shù)專著1部，授權(quán)發(fā)明專利6件。ESI高被引論文5篇，總被引頻次2000余次，H指數(shù)29 (Scopus)。部分代表作發(fā)表在Appl. Catal. B-Environ. (6篇); Small; J. Catal.; Chem. Eng. J. (4篇); J. Mater. Chem. A; Renew. Energy; Environ. Sci.: Nano (3篇); ACS Sustainable Chem. Eng.; J. Colloid Interf. Sci.等國(guó)際知名期刊，入選2023年度全球前2%TOP科學(xué)家榜單（美國(guó)斯坦福大學(xué)發(fā)布），《Frontiers In Catalysis》雜志評(píng)審編委，云南省、江西省科技廳專家?guī)煸u(píng)委，第四屆石墨烯、氮化碳等光催化材料國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)組委會(huì)成員，并受邀參與Adv. Mater.; Adv. Energy Mater.; Adv. Function. Mater.; Appl. Catal. B-Environ.; Small; J. Hazard. Mater.; Chem. Commun.; J. Clean. Prod.; Phys. Chem. Chem. Phys.; Appl. Surf. Sci; Renew. Energy等期刊審稿。

（核稿：黃文歡 編輯：劉倩）