金属材料协同VB12催化卤代有机物降解研究进展

卤代有机物（HOCs）是环境领域的主要污染物类型之一，因其高持久性、毒性和生物累积性而受到广泛关注。还原脱卤技术是一种高效、低耗、易行的HOCs处理方式，而生物辅酶因子维生素B₁₂（VB₁₂）对HOCs的还原脱卤有很高的催化活性。本文总结了单金属、双金属、金属矿物及半导体等金属材料协同VB₁₂催化降解HOCs的研究进展，讨论了每种金属材料与VB₁₂的协同催化机制、降解HOCs机理特性、实际应用情况及局限性等。结果表明，金属材料协同VB₁₂对HOCs还原脱卤具有加速电子转移、金属表面介导催化、活化碳-卤键等独特的优势和广阔的应用前景。最后，结合最新研究，指明目前该体系在机理研究、材料设计、实际应用、技术等方面所面临的挑战及未来的研究方向。     

有机污染物选择性光催化研究进展

光催化是一种高效、环保的污染物处理技术,长期以来在污染物处理领域受到大家的广泛关注,然而光催化反应对于污染物的降解没有选择性,并不能优先有效地降解水中低含量高毒性的有机污染物。因此,提高光催化反应的选择性是污染物处理领域的一个重要部分。综述了近几十年国内外选择性光催化的研究进展,介绍了选择性光催化降解的几种主要方法,如分子印迹技术、表面修饰以及光催化剂高暴露晶面的控制等方法的应用进展,最后在目前选择性光催化研究的基础上对未来的发展趋势进行展望。     

有毒难降解有机污染物光催化降解有突破

有毒难降解有机污染物如卤代物、二嗯英、农药、染料等引起的环境问题，已成为21世纪影响人类生存与健康的重大问题。由于现有技术很难处理这些污染物，因此研究新的有效控制有毒难降解有机污染物的方法已成为国际上广受关注的重大课题。利用光催化方法降解这些有机污染物，也成为国际上最有应用潜力、最活跃的研究领域之一。中科院化学所历经十多年探索，掌握了有毒难降解有机污染物光催化降解的机理，并在染料污染物可见光光催化降解，复合半导体及过渡金属离子配合物新型可见光光催化剂及其光催化反应机理等方面，取得了一系列重要研究成果，为解决环境污染问题提供了安全有效的方法。     

光催化降解水环境中有机污染物的研究进展

近年来,由于抗生素、苯酚类和染料等有机污染物的滥用和随意排放,水环境的污染问题日益严重。光催化作为一种高级的氧化技术,目前被认为是最有前途的绿色环保技术,在有机污染物的降解研究中发挥着重要的作用。本文首先概述了光催化降解有机污染物的基本原理;其次,从光催化降解有机污染物水环境影响因素分析p H值、浓度、光催化剂量以及光催化剂吸附能力对光催化性能的影响;此外,系统地阐述了光催化降解有机污染物的研究进展,包括：光催化材料、光催化材料表征手段和光催化材料修饰策略;最后,对光催化降解有机污染物的研究进行了总结和展望。     

改性叶绿素光催化剂的制备及光催化降解双酚A

以天然叶绿素为原料,研制了负载型改性叶绿素仿酶光催化剂,利用X-射线衍射仪、比表面积及孔径测试仪、透射电子显微镜、热重分析仪和振动样品磁强计对催化剂进行了表征;以双酚A为底物,考察了光催化剂吸收可见光催化降解水中酚类有机污染物的特性。结果表明,当双酚A初始浓度为4.38μmol/L、改性叶绿素仿酶光催化剂投加量0.15 g/L、溶液pH为6时,光催化反应360 min,双酚A降解率可达93.65%。在优化降解条件下,催化剂连续使用4次后,催化剂对双酚A的降解率仍达80.54%。同时研究了改性叶绿素仿酶光催化剂降解双酚A的机理。     

负载型纳米Au催化剂光催化性能的研究进展

金纳米颗粒对紫外和可见光有较好的吸收,能在温和条件下活化反应分子,从而促使反应发生,并提高反应物转化率和产物选择性,成为新型光催化剂的研究热点。本文介绍了纳米金催化剂的光催化反应机理,光子激发的表面等离子体共振所造成的表面电荷偶极引起亲电子或亲核反应,以及以半导体材料为载体的负载型纳米金催化剂光催化机理。总结了纳米金光催化剂在污染物和染料降解、臭氧分解、硝基化合物还原、选择氧化以及制氢等光催化领域的应用和最新研究进展,并展望了该新型光催化剂的研究发展方向。     

铋系可见光催化剂研究进展

铋系催化剂作为一种新型的光催化材料成为近年来光催化领域的研究热点,尤其在可见光催化降解污染物方面取得一系列重大研究成果。介绍了Bi₂O₃催化剂、钛酸铋系催化剂、复合型催化剂和固溶体型催化剂的研究动态和主要成果,研究的重点将更多集中在光催化机理的深入研究、新型高效光催化剂的研究和合成以及催化剂的负载技术等方面。     

可见光催化脱卤反应研究进展

可见光催化反应由于其成本低、廉价易得、无环境污染、副产物少等优点已被广泛应用于有机化学合成反应中。活泼的碳-卤键在可见光催化剂作用下易形成碳自由基引起了人们广泛关注,对可见光催化脱卤反应进行了综述。     

改性纳米二氧化钛可见光催化降解水体中五氯酚

采用共沉淀-浸渍法制备掺Fe的改性纳米TiO2光催化剂,以五氯酚(PCP)的光催化降解反应为模型,研究了不同光催化剂、不同光催化降解体系对水体中PCP降解效率。结果表明,适量Fe元素掺杂改性TiO2后,光催化剂为锐钛矿型,粒径变小,形貌规则,分散性能良好,且掺杂后可降低纳米TiO2光生电子-空穴对的复合几率,提升光催化剂对可见光子利用率。0.008%Fe-TiO2具有最佳的PCP可见光催化降解效率,降解率达90.3%,超声对光催化氧化降解水体PCP有良好协同作用。该降解反应体系简单、可直接利用可见光,成本低、便于推广。     

烷基卤脱卤酶作用机制的研究新进展

烷基卤脱卤酶的催化脱卤反应具有重要的合成价值和治理环境污染方面的巨大潜力。随着酶晶体结构的确定,它的催化作用机制逐渐被研究。日前,催化循环机制在很多方面仍然存有争议。本文对烷基卤脱卤酶催化脱卤机制的研究新进展进行了综述,以期对脱卤机制进行进一步研究,不断提高脯的生物催化活性和拓宽底物范围,为工业上生物催化难降解有机卤化物提供理论依据。     

选矿废水中残留黄药光催化处理及降解效率改进方式研究进展

光催化方法降解选矿废水中黄药是一种环境友好型的选矿废水处理工艺,具有操作简单方便、适用范围广、反应条件温和、无二次污染等优点。本工作以黄药为光催化降解对象,综述了近年来相关催化剂的研究进展,主要介绍了光催化剂的研究概况,根据光催化剂材料的差异及其改性方式的不同分类进行说明,其次基于影响光催化降解率的因素总结提出了改善方法,同时对光催化降解黄药的催化剂的设计及工艺开发进行了展望。     

镧、碳共掺杂TiO2的制备及其可见光催化性能

为了更有效地利用太阳能，以钛酸丁酯为前驱体，硝酸镧和四丁基氢氧化铵为掺杂离子给体，通过改进的溶胶-凝胶法，成功制备了纯TiO₂和不同掺杂浓度的镧、碳掺杂和共掺杂TiO₂光催化剂.表征结果显示，共掺杂催化剂为锐钛矿型，具有较高的比表面积，感光范围拓展到可见光区.分别以甲基橙、罗丹明B和4-氯酚为降解物，氙灯、太阳光和自然光为光源，进行催化剂的光催化降解实验，结果表明，共掺杂催化剂活性高于未掺杂和单掺杂催化剂.降解结果显示，当共掺杂催化剂含0.5% La³⁺(摩尔比)、焙烧温度在500℃时具有最高的光催化降解效率.共掺杂TiO₂具备较高的可见光催化活性原因可能是碳掺杂降低了TiO₂禁带宽度，而镧掺杂同时维持了体系的电荷平衡.     

Main parameters influencing the design of photocatalytic reactors for wastewater treatment: a mini review

The research in the heterogeneous photocatalysis to remove different types of pollutants in liquid phase has notably increased in the last years. The main objectives of the research dealing with photocatalysis were: (i) to shift the photoactivity of catalysts in the visible light range or to increase the degradation rate; (ii) the use of the artificial light sources (low pressure lamp, high pressure lamp, LEDs, and optical fibers) and solar light; (iii) photocatalysts recovering and deactivation; (iv) photoreactor configuration; (v) photodegradation of contaminants of emerging concern; and (vi) verification of induced effects from the photocatalytic treatment, such as the induction of bacterial resistance. Here, one of the main problems in the practical application of photocatalysis, which is the photoreactors scale-up, is addressed with the use of mathematical modeling. In this perspective, this mini review reports a literature exam of the main parameters that are important to take into account for the design and the development of photoreactors for wastewater treatment, and through the use of computational fluid dynamics models (CFD). © 2020 Society of Chemical Industry     

钨、氮共掺杂TiO2的制备及其光催化性能研究

为了更好的利用太阳能,以钛酸正丁酯为前驱体,硝酸铵和钨酸铵为掺杂离子给体,通过溶胶-凝胶法,室温下成功制备了纯TiO2和钨、氮掺杂和共掺杂的TiO2光催化剂.表征结果显示,共掺杂催化剂为锐钛矿型,外观呈球形,感光范围拓展到可见光区域.以甲基橙为降解物,氙灯为模拟太阳光光源,进行光催化降解实验,钨、氮共掺杂TiO2在光照...     

纳米层状双金属氢氧化物的制备及光催化性能研究进展

半导体光催化剂因其高效、生态友好、成本低等优点,可用于解决能源与环境问题。层状双金属氢氧化物(LDHs)是一类由两种或两种以上金属阳离子组成的金属氢氧化物,结构由主体层板和层间的插层阴离子及水分子相互交叠构成。LDHs纳米材料具有带隙可调、比表面积大、种类多样、成本低廉并且易与其他材料复合实现功能化等优点,因此LDHs纳米材料在光催化领域中表现出良好的应用前景。本文系统综述了近年来LDHs纳米材料的制备方法及其在光催化分解水制氢、吸附和降解有机染料,以及光催化还原二氧化碳等光催化领域的最新研究进展,为未来高性能LDHs基纳米催化材料的制备及催化性能调控提供了一定的参考。     

纳米TiO_2光催化去除水华藻类的研究进展

由水体富营养化而引起的蓝藻水华是目前全球面临的重大水环境问题,严重威胁水生生态环境以及人类的健康。综述了近年来以TiO_2为代表的纳米材料光催化技术在蓝藻水华治理方面的研究现状,其中光催化负载体技术与可见光响应下高效光催化性能的研究广泛;归纳并总结了TiO_2抑制蓝藻生长光催化机理的一般规律性以及其对蓝藻细胞作用的活性氧(ROS)破坏机制。TiO_2光催化技术未来的发展趋势具有长期可行性,但在实际应用中新型结构单元的高效光催化剂的探索,负载装置应用的完善以及对水体中有害毒素的去除仍然是研究的难题。     

生物炭基光催化剂的制备、性能及环境应用研究进展

生物炭因具有独特的表面性质、易修饰的官能团、良好的导电性和化学稳定性常被用作光催化剂的载体。将光催化剂与生物炭复合制备得到生物炭基光催化剂,不仅将二者的优势有效结合起来,同时得到的复合材料在官能团、孔性能、表面活性位点、催化降解能力等方面均有显著改善。生物炭良好的导电性提高了光催化过程中电子-空穴对分离的效率,丰富的表面官能团能够吸附固定不同的污染物,便于其光催化去除。本文综述了生物炭基光催化剂的各种制备工艺、催化性能及其对废水处理的影响,详细地介绍了溶胶-凝胶、超声、水热/溶剂热、水解、焙烧、沉淀和热缩聚等生物炭基光催化剂的制备方法。此外,还通过深入的机理分析,探讨了生物炭基光催化剂对污染物的吸附和光催化降解的协同效应。最后,归纳了生物炭基光催化剂在不同污染物去除方面的应用并展望了未来的发展前景和潜力。     

TiO2光催化剂研究进展

TiO2具有光催化效率高、稳定性好、不容易产生二次污染和成本低等特点，在众多半导体光催化材料中表现优异，并在抑菌抗癌、制备氢气、废水处理、太阳能电池、防晒、自清洁等方面有着非常广泛的应用。本文综述了近年来国内外TiO2光催化材料的研究现状与进展，并从TiO2的光催化反应机理出发详细探讨了TiO2光催化剂的活性影响因素，进而系统地综述了目前TiO2光催化剂的改性方法，阐述了改性过程中所面临的问题，并对未来发展给出了合理的建议。     

光催化分离膜的制备及其在水处理中的应用

光催化分离膜将膜分离与光催化结合在同一处理单元中,可发挥膜分离作用,同时也可以利用光催化剂高效降解水中的有毒有害污染物,提高膜的抗污染性能和水处理效率。因此是水处理领域的研究热点,并显示出巨大的应用潜力。本文综述了基于二氧化钛（TiO₂）、氧化锌（ZnO）、石墨相氮化碳（g-C₃N₄）和氧化钨（WO₃）四种常用催化剂的光催化分离膜的研究概况,重点对光催化分离膜的制备方法和性能进行了总结,光催化分离膜具有良好的发展前景,制备高效、稳定的可见光响应光催化分离膜是未来的发展趋势。