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:
22076018
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
李新勇
依托单位:
学科分类:
大气污染与控制化学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李新勇
中文摘要
氮氧化物(NOx)是重要的大气污染物和环境温室气体,对人类生存环境和地球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NOx是当今环境科学领域的重大课题。本申请项目以提高NOx气体分子光助催化还原效率为研究目标,通过在分子水平上构建AMn2O4/Bio-Enzyme (Bio-Enzyme= NAR, NIR, Nitrogenase, etc.)耦合仿生催化材料,促进光生载流子的分离效率与迁移速率,从而实现NOx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催化反应机理,从分子水平上理解体系中光致界面电荷分离与迁移行为,揭示NOx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NOx气体分子在复杂反应条件下酶促光催化还原特性的认识,对NOx分子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
Nitrogen oxides (NOx) are typical atmosphere pollutants and greenhouse gases in global environment, which do harm to the human survival environment and the earth's ecosystem seriously. Thus, how to effectively reduce or convert the atmospheric NOx is a very important subject in the current academic field of environmental science. The submitted proposal aims at improving photocatalytic reduction efficiency of the atmosphere pollutants molecules NOx by building AMn2O4/Bio-Enzyme (Bio-Enzyme= NAR, NIR, Nitrogenase, etc.) coupling biomimic catalytic material at the molecular level to promote the separation and migration of photogenerated carriers, followed by achieving further enhanced efficiency of photocatalytic activation and reduction of NOx. 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 NOx molecules at the catalyst surface or interface. The implementation of the project will advance the people’s knowledge about the properties of enzymatic and photocatalytic reduction of the NOx molecule under complicated conditions, which has extremely important practical significance and academic reference value on control and resource utilization of NOx, the typical atmosphere pollutants and greenhouse gases.
对氮氧化物(NOx) 重要大气污染物和环境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AMn2O4/Bio-Enzyme (A=Zn, Ca, Mg, etc.; Bio-Enzyme=NAR, NIR, NOR, NOS, HZS, HZO and Nitrogenase.)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NOx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AMn2O4和MFe2O4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NOx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48篇,申请国家发明专利1项,授权专利1项。
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
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批准号:21577012
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项目类别:面上项目
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资助金额:66.0万元
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批准年份:2015
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负责人:李新勇
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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
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批准号:21377015
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项目类别:面上项目
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资助金额:83.0万元
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批准年份:2013
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负责人:李新勇
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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
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批准号:20877013
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项目类别:面上项目
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资助金额:31.0万元
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批准年份:2008
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负责人:李新勇
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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
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批准号:20677007
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项目类别:面上项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2006
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负责人:李新勇
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依托单位:
国内基金
海外基金