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我院王传义特聘教授团队连续在国际刊物上发表高水平论文
2019-04-28 文/图 环境学院 

2019开年以来,我院王传义特聘教授团队成员在环境催化、吸附分离功能材料等方面取得了重要进展,相继在国际一区期刊上发表高水平研究论文12篇。

李英宣教授与美国德州农工大学Virender K. Sharma教授合作,实现了超小Pt纳米粒子内催化活性位点的精确调控,使材料降解HCHO活性提高近4倍。相关成果以“Active Site-Directed Tandem Catalysis on Single Platinum Nanoparticles for Efficient and Stable Oxidation of Formaldehyde at Room Temperature”为题发表在环境领域的顶级期刊《Environmental Science& Technology》(Environ. Sci. Technol. 2019, 53, 3610−3619)上(IF=6.653)。

活性位点引导的串联催化降解甲醛机理示意图

赵杰副教授将黑色b-Mo2C纳米线用于光催化CO2还原时,发现其催化性能显著依赖于表面温度,与传统热催化相比,b-Mo2C纳米线在光驱动热催化中的催化稳定性明显提高。该工作为光驱动热催化CO2转化提供了一个较好的催化剂研究平台。相关成果以“Light-driven thermocatalytic CO2reduction over surface-passivated β-Mo2C nanowires: enhanced catalytic stability by light”为题发表在国际权威期刊Chemical Communications上(http://dx.doi.org/10.1039/C9CC01479A)(IF=6.29)。

b-Mo2C光驱动催化CO2转化过程示意图

潘宝副教授成功实现了单分子层Co0.85Se纳米片(0.72 nm)的快速制备,在可见光下表现出非常优异的助催化CO2还原性能(光照1 h, TON达到58)。此类超薄过渡金属化合物有望成为一类能够取代贵金属的新型光催化/助催化剂。相关成果以“Ultrathin Co0.85Se Nanosheet Cocatalyst for Visible-light CO2Photoreduction”为题发表在《Catalysis Today》(Catal. Today 2019, https://doi.org/10.1016/j.cattod.2018.11.017) (IF=4.667)上。

Co0.85Se样品的SEM(a), TEM(b), AFM(c,d)图

赵杰副教授利用两步水热制备了金属Bi修饰TiO2材料。研究发现,金属Bi的修饰明显促进了氧气分子的吸附,为VOCs降解中间体的矿化提供了充足的氧化剂,从而为解决光催化VOCs降解稳定性差这一难题提供了一种可行的方案。相关研究发表在国际杂志Catalysis Today(https://doi.org/10.1016/j.cattod.2018.12.045) (IF=4.667)上。

在Bi修饰TiO2和纯TiO2表面上,甲苯降解可能的微观过程

董国辉副教授将天青石纳米颗粒负载在光催化剂石墨相氮化碳的表面,大大提高氮化碳光催化去除氮氧化物的活性及稳定性。相关成果以“Photocatalysis removing of NO based on modified carbon nitride: The effect of celestite mineral particles”为题发表在环境科学领域国际顶级期刊《Applied Catalysis B: Environmental》上(Applied Catalysis B: Environmental, 2019, 245, 459–468)(IF=11.698)。

天青石纳米颗粒影响氮化碳去除氮氧化物示意图

董国辉副教授开展了连续多步改性光催化剂的研究,每一步改性样品的光催化活性都在前一步改性样品基础上有所提高,实现了光催化材料活性的连续提高。相关成果以“Photocatalytic Nitrogen Oxide Removal Activity Improved Step-by-Step through Serial Multistep Cu Modifications”为题发表在材料工程领域一区期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》上(ACS Applied Materials & Interfaces,2019, 11, 10042−10051) (IF=8.097)。

Cu改性氮化碳活性连续提高示意图

朱云庆副教授利用贵金属作为助催化剂的尺寸效应调控制备出单原子Pt(<0.2nm),所制备的单原子光催化剂在清洁能源-氢能的制备实验中产氢量达到473.82µmol mg-1pt。该研究实现了单原子Pt作为助催化剂在光催化中活性位点的精确调控,相关成果以“Size effect of Pt co-catalyst on Photocatalytic Efficiency of g-C3N4 for Hydrogen Evolution”为题发表在环境材料领域的《Applied Surface Science》(Applied Surface Science, 2019, 464, 36−42)期刊上(IF=4.439)。

PtX-CN材料光催化产氢示意图

王传义教授等利用程序控制的方法,制备了既有双缺陷(金属空位Ti3+, Cu+和氧缺陷)又含高暴露面({001}和{111})的八面体结构的双钙钛矿材料CaCu3Ti4O12。研究发现晶面和两种类型的缺陷直接影响催化剂的表面性质、可见光降解抗生素活性及反应动力学,验证了异质面的作用并提出了缺陷偶极概念,为探索具有优异性能的新型环境纳米材料提供理论依据。相关成果以“Octahedral-shaped Perovskite CaCu3Ti4O12with Dual Defects and Coexposed {(001), (111)} Facets for Visible-light Photocatalysis”为题发表在环境科学与工程类1区杂志《Applied Catalysis B: Environmental》(IF=11.698)上。

含双缺陷共暴露面的八面体结构钛基钙钛矿CaCu3Ti4O12可见光降解抗生素

王传义教授等以纤维素为骨架,聚乙烯醇(PVA)为致孔剂,戊二醛为交联剂,将壳聚糖交联到纤维素上,利用冻干技术得到多孔、半互穿三维网络结构的新型吸附剂—壳聚糖/纤维素复合海绵状泡沫材料(CCS)。与大多数颗粒或粉末吸附剂相比,此吸附剂具有快速分离和简单挤压再生的优点;2min内对水溶液中Hg(II)实现快速吸附,最高吸附量为495 mg/g;具有良好的选择吸附性,Hg(II)离子的选择性系数分别是Cu(II)、Pb(II)和Cd(II)离子的461,227和35倍。该研究成果以“A three-dimensional macroporous network structured chitosan/cellulose biocomposite sponge for rapid and selective removal of mercury(II) ions from aqueous solution”为题目,发表在国际杂志Chemical Engineering Journal上(Chem. Eng .J., 2019, 363, 192-202, IF=6.735)。

壳聚糖-纤维素复合泡沫对溶液中Hg(II)的吸附示意图

王传义教授还作为通讯作者合作发表了3篇高水平论文:

1)Wang, Lan*; Bahnemann, Detlef W.; Bian, Liang; Dong, Guohui; Zhao, Jie; andWang, Chuanyi*: Novel 2D Layered Zinc Silicate Nanosheets with Excellent Photocatalytic Performance for Organic Pollutant Degradation and CO2Conversion.Angew. Chem. Int. Ed.,2019, DOI: 10.1002/anie.201903027 (IF=12.102)(文章发表后得到相关媒体跟踪报道,如纳米人:http://nanoer.net/showinfo-4-8380.html;研之成理:https://mp.weixin.qq.com/s/Ee9t6TbzcQJW5spRgAPoZA

2)Yang, Liping; Wang, Pengyuan; Yin, Jiao;Wang, Chuanyi*; Dong, Guohui*; Wang, Yuanhao*; Ho Wingkei*: Engineering of reduced graphene oxide on nanosheet–g-C3N4/perylene imide heterojunction for enhanced photocatalytic redox performance,Appl. Catal. B: Environ.,2019, 250, 42-51 (IF=11.698)

3)Zeng, Hehua; Wang, Lan*; Zhang, Dan; Yan, Peng; Nie, Jing; Sharma, Virender K.*;Wang, Chuanyi*, Highly efficient and selective removal of mercury ions using hyperbranched polyethylenimine functionalized carboxymethyl chitosan composite adsorbent.Chem Eng J,2019,358, 253-263. (IF=6.735)

近年来,我院积极贯彻“人才强校”战略,加大人才引进和对引进人才的政策倾斜,学院努力为各研究团队创造科研学术环境,形成了浓厚的科研学术氛围,科研团队和科研平台日趋成熟,学术研究工作已步入正轨,初步取得了重要的研究成果。学院将进一步完善科研成果的奖励机制,激励广大教师的科研热情,推动科研成果与课程教学及产学研的有效结合,努力推动学院综合发展。

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