【高分散负载型氧化钌纳米催化剂的制备及光催化性能的研究】申请书

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1、项目代号北京化工大学大学生科技创新基金项目申请书项目名称：高分散负载型氧化钌纳米催化剂的制备及光催化性能的研究申报项目类型：普通项目申请人：肖冠男所在学院：理学院联系电话：15501128309申请日期：2014.11.15教务处制二〇一四年十月10一、基本信息申请者信息姓名肖冠男性别男出生年月95.04民族汉族学号2013016305班级实验1301专业教改实验所在学院理学院联系电话15501128309电子邮件527180726@qq.com指导教师信息姓名卫敏，何山性别女，男出生年月87.10

2、民族汉族学位博士职称教授，讲师主要研究方向插层结构功能材料所在学院理学院联系电话13611310080，13716676270电子邮件weimin@mail.buct.edu.cn，vh30@163.com项目基本信息项目名称高分散负载型氧化钌纳米催化剂的制备及光催化性能的研究研究期限一年研究属性基础研究（√）应用基础研究（）人文社科研究（）关键词（用分号分开，3—5个）二氧化钌催化剂、活性位结构、光催化反应属于交叉学科，有机化学、物理化学、材料化学等学科交叉项目摘要众所周知，能源短缺和环境污染是当

3、今社会面临的主要两大问题。近年来，随着化学工业的发展，工业废水中含有大量的无机和有机物，传统的方法是化学法、生化法。随着太阳能化学的发展，光催化法处理废水的研究越来越受到人们的关注，并取得了乐观的进展，并有望应用到工业化领域。目前在光催化反应体系的相关研究中，高性能催化剂体系的构筑已成为国内外研究机构的研究工作重心。然而，直到目前为止，虽然研究者通过各种物理与化学途径制备相关催化剂，但高性能光催化催化剂的设计与制备仍然是重要并富有挑战的目标。10本研究课题欲以水滑石（LDHs）为前体，基于LDHs独

4、特的结构特征与性质，通过LDHs的结构拓扑转换/晶格定位过程，制备得到高分散的负载型二氧化钌光催化催化剂。研究活性位的几何结构与电子结构，及其对光催化反应性能的研究。通过对催化剂的表征与性能的评价，试图揭示催化剂的性能与活性位结构之间的内在联系。进一步加深对光催化反应的认识，为制备高性能、高稳定的光催化反应的催化剂做理论指导。其他成员信息姓名学院学号班级专业签名廖庆理学院2013016256实验1301教改实验何宇翔理学院2013013533实验1301教改实验二、立项依据与研究内容（2000－40

5、00字）1、项目的立项依据（研究意义、国内外研究现状及发展动态分析，需结合科学研究发展趋势来论述科学意义，或结合国民经济和社会发展中迫切需要解决的关键科技问题来论述其应用前景，并列出主要参考文献）随着现代化工业的快速发展，纺织、造纸和印染等行业发展很快，但是由此产生的废物污染等环境问题也越来越明显。我们知道，工业废水中通常存在大量对人体和环境有害的有毒性的物质，这些废水如果不经过处理直接排入江河，湖泊中，长此以往会使地表水受到污染，从而会引起水生动植物的死亡或者消失。若人们食用这些有害的动植物，人体

6、健康会间接地受到危害，有的甚至会引起大批人群急性中毒，或者引起致癌、致畸等长远地危害。在这些染料废水中，若各种无机物质和有机物质(含有偶氮基团的一类化合物、含酚和胺类的化合物)超过一定含量，这样的废水若大量排放，会对水环境产生严重地污染，很难通过生物降解使其恢复。一直以来，人们主要通过生物处理和物化处理的手段来对染料废水进行处理。10但随着人们生活质量的提高，人们对环境质量的要求也越来越高，此时采用以上两种手段来处理污染物的缺点逐渐显出，例如有机物的难降解、治理浓度过高的工业废水以及受到微污染的水源

7、等这些问题都使生物技术面临了挑战；而具有流程简单，操作简便等优点的物化技术，也很难使废水处理达到标准排放，并且其成本较昂贵，对有机污染物的消除不完全，有可能有二次污染的现象出现。因此，迫切需要寻求一种新的、合适有效的废水处理方法来弥补以往技术的不足。半导体氧化物光催化氧化技术的出现，给人们带来一些希望，它是一种比较新型的处理水污染的技术，在20世纪70年代就已经开始发展起来，并在气相和水相中应用，主要治理一些难降解污染物。整个反应条件比较温和，在光照下反应先吸收光能，然后转化为化学能，对水中的有机污

8、染物进行催化降解。Matthews等系统地研究了水体中34种有机污染物的光催化降解过程，证明了光催化法对水中的染料、卤代物、含氮有机物等能够彻底矿化为CO2和H2O等无机分子；半导体中，拥有还原能力的导带电子，不仅能够将水中的重金属离子还原，而且也不会将一些有益人体的矿物元素在水中消去；同时，光催化同紫外线一样还具有杀菌的作用，能够进一步地强化紫外消毒的效果。因此，制备一种高性能的光催化反应催化剂，有望解决我们快速发展的化学工业所带来的污染问题，对于提高与改善我国的环