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铁酸盐/生物酶偶合仿生催化体系的构建及其酶促光催化还原CO2性能的研究
结题报告
批准号:
21577012
项目类别:
面上项目
资助金额:
66.0 万元
负责人:
李新勇
依托单位:
学科分类:
B0603.大气污染与控制化学
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
肇启东、李婷婷、刘晶茹、张菲、孙文博、张明美、牟金成、曾立彬、李佳男
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中文摘要
二氧化碳(CO2)是主要的大气环境温室气体之一,对人类未来的生存环境和地球的生态系统造成严重危害, 因此如何有效消减及转化大气中的CO2是当今环境领域的重大课题。本申请项目以提高CO2温室气体分子光助催化转化效率为研究目标,通过在分子水平上构建MFe2O4/Bio-Enzyme (M=Ca, Mg, etc.; BE=CODH, FDH, etc.)偶合仿生催化材料,促进光生载流子的分离效率与迁移速率,从而实现CO2催化活化与还原转化效率的进一步提高。拟采用同位素标记分子探针技术结合多种原位在线谱学手段深入研究有关反应机理,从分子水平上理解体系中的光致电荷行为,揭示CO2分子在催化剂表面-界面的吸附、活化、还原及脱附微观过程机制。本项目的实施将深化人们对温室气体CO2分子在复杂反应条件下酶促光催化还原特性的认识,对CO2温室气体的消减控制和资源化利用具有重要的参考价值与现实意义。
英文摘要
Carbon dioxide (CO2) is one of the main greenhouse gases in global environment, which can cause serious harm to the future environment for human survival and the Earth's ecosystem. Thus, how to effectively reduce or convert the atmospheric CO2 is a very important subject in the current academic field of environment science. The submitted proposal aims at improving photocatalytic conversion efficiency of the greenhouse gas molecules CO2 by building MFe2O4 /Bio-Enzyme (M = Ca, Mg, etc.; BE = CODH, FDH, etc.) coupling biomimic catalytic material at the molecular level to promote the separation and migration of photogenerated carriers, in order to achieve further enhanced efficiency of photocatalytic activation and reduction of CO2. Furthermore, isotope-labeled probe technology with a variety of online spectral means will be employed to comprehensively study the reaction mechanisms at the molecular level to understand the microscopic mechanisms of photo-induced charges behavior in the catalytic system, and the processes of adsorption, activation, reduction and desorption of CO2 molecules at the catalyst surface or interface. The implementation of this project will provide people with deep insights into the properties of enzymatic and photocatalytic reduction of the CO2 molecule under complex reaction conditions, which has extremely important practical significance and reference value for abatement, control and resource utilization of CO2, the greenhouse gas.
对二氧化碳(CO2) 温室气体的消减控制和资源化利用是当今环境领域的重大课题。本项目通过在分子水平上构建AB2O4/Bio-Enzyme (A = Ni, Ca, Zn, etc.; B = Fe, Co; BE = CODH, FDH, etc.)偶合仿生催化材料,结合多种原位在线谱学手段深入研究相关反应机理,从分子水平上理解体系中的光致电荷产生及迁移的瞬态动力学过程,揭示CO2分子在催化剂表面-界面的吸附、活化、还原及脱附微观过程机制。课题在以下两个方面取得了重要进展:(1)基于湿化学技术构筑了一系列不同结构形态的MFe2O4和MCo2O4类尖晶石材料,结合厌氧条件吸附方法构建了系列具有稳定催化性能的酶助仿生催化体系,并建立该催化过程重要活性物种的原位在线检测和分析方法。(2)识别对CO2分子光催化活化、转化反应过程起关键作用的催化材料结构形态以及各类反应影响因素,阐明酶促光致催化反应产物的形成与催化材料结构形态及反应影响因素之间的相关性。相关研究成果包括SCI收录的国际重要期刊论文34篇,申请国家发明专利6项,授权专利1项。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.jcis.2019.05.054
发表时间:2019-09
期刊:Journal of colloid and interface science
影响因子:9.9
作者:Yaxuan Li;Xinyong Li;Shiying Fan;Jincheng Mu;Zhifan Yin;Hangfan Ma;Shaobin Wang
通讯作者:Yaxuan Li;Xinyong Li;Shiying Fan;Jincheng Mu;Zhifan Yin;Hangfan Ma;Shaobin Wang
DOI:10.1016/j.jcis.2018.05.067
发表时间:2018-10-15
期刊:JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE
影响因子:9.9
作者:Li, Xinyue;Li, Jianan;Li, Xinyong
通讯作者:Li, Xinyong
Facile synthesis of tube-shaped Mn-Ni-Ti solid solution and preferable Langmuir-Hinshelwood mechanism for selective catalytic reduction of NOx by NH3
管状Mn-Ni-Ti固溶体的简便合成和NH3选择性催化还原NOx的优选Langmuir-Hinshelwood机理
DOI:10.1016/j.apcata.2017.10.010
发表时间:2018-01-05
期刊:APPLIED CATALYSIS A-GENERAL
影响因子:5.5
作者:Liu, Jie;Li, Xinyong;Wang, Shaobin
通讯作者:Wang, Shaobin
DOI:10.1016/j.jcis.2018.07.050
发表时间:2018-12
期刊:Journal of colloid and interface science
影响因子:9.9
作者:Wenbo Sun;Xinyong Li;Jincheng Mu;Shiying Fan;Zhifan Yin;Xinyang Wang;Meichun Qin;M. Tadé;
通讯作者:Wenbo Sun;Xinyong Li;Jincheng Mu;Shiying Fan;Zhifan Yin;Xinyang Wang;Meichun Qin;M. Tadé;
Highly oriented SnS2/RGO/Ag heterostructures for boosting photoeletrochemical and photocatalytic performances via schottky and RGO-n dual-heterojunctions interfacial effects
高度定向的 SnS2/RGO/Ag 异质结构,通过肖特基和 RGO-n 双异质结界面效应提高光电化学和光催化性能
DOI:10.1016/j.apcata.2018.06.035
发表时间:2018-08
期刊:Applied Catalysis A, General
影响因子:--
作者:Mingmei Zhang;Xinyong Li;Shiying Fan;Libin Zeng;Zhifan Yin;Tingting Lian;Guohua Chen
通讯作者:Guohua Chen
锰基尖晶石/生物酶耦合仿生催化体系的构建及其酶促光催化还原NOx性能研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    李新勇
  • 依托单位:
[bcc,rh]-In2O3/ZnFe2O4多重微结的构建及光催化同时脱除烟气中NOx和PCDD/Fs机理研究
  • 批准号:
    21377015
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    83.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    李新勇
  • 依托单位:
原位时间分辨红外光谱研究"气-固"界面PAHs光解特性
  • 批准号:
    20877013
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    31.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    李新勇
  • 依托单位:
晶面择优取向TiO2纳米管的可控制备及光电催化性能研究
  • 批准号:
    20677007
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    23.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    李新勇
  • 依托单位:
国内基金
海外基金