煤基能源与环境催化技术研究团队依托陕西省“四主体一联合”校企研发平台延能-延大综合能源产业技术研究院、陕西省2011高等学校创新能力提升计划-陕北低阶煤清洁高效利用协同创新中心、陕西化学反应工程重点实验室,致力于陕北地区能源清洁利用与催化技术研发。
2021年,研究团队科研平台建设、团队建设、基础研发、产业应用转化等方面均取得了新进展。
一、承办会议
课题组注重对外交流学习,2021年承办了“第四次全国计算毒理学学术会议暨国家自然科学基金委员会化学学部战略研讨会”和“第四届能源与环境光催化材料囯际学术研讨会高端论坛”,扩大了学术影响力。
二、获批的研究平台
序号
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负责人
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级别
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平台名称
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1
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甄延忠
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陕西省高校工程
研究中心
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油气资源高效开发与生态环境保护
工程研究中心
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2
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高晓明
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陕西省协同创新中心
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陕北低阶煤清洁高效利用协同创新中心
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3
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王丹军
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延安市重点实验室
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延安市绿色催化与低阶煤分级提质利用重点实验室
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4
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甄延忠
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延安市工程技术中心
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延安市资源绿色开发与高值转化工程技术研究中心
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5
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张壮壮
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延安市科技创新团队
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延安市煤基新材料科技创新团队
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三、获批的科研项目
2021年,团队在国科金和省部级项目立项数量和资助率均创新高,团队国家基金申请项目12项,获资助6项,资助率达50.0%。获批陕西省科技厅项目6项,其中陕西省重点创新专项1项、重点研发计划2项、自然科学基础研究计
划3项。另外,团队申报了2022年重大产业链创新专项项目6项,已全部通过评审、答辩和专家现场条件及预研基础考察,正在批复中。
表1 国家自然科学基金
序号
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负责人
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项目批准号
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项目名称
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直接费用
(万元)
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1
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王丹军
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22168040
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助催化剂MXene协同强化氧化还原半反应提高Bi基光催化剂合成氨性能
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35
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2
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魏清渤
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22169022
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化学调控钙钛矿太阳电池光吸收层晶体缺陷及器件稳定性研究
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35
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3
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杨春明
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22162025
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阳极氧化脱氢-质子转移机制促进兰炭废水中酚类电催化加氢
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36
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4
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昝灵兴
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22162026
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原位构筑动态异质界面对非水体系锂空电池ORR和OER催化性能和机理研究
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35
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5
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张壮壮
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22168042
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基于氢转移策略的陕北低阶煤热解挥发分中脂肪烃和酚类共活化增产轻质芳烃
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36
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6
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万 俊
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22169021
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基于多电场协同异质结的光催化有机氧化脱氢-水还原耦合产氢机制研究
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35
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表2 陕西省科技厅项目
序号
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负责人
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项目
类型
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批准号
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项目名称
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直接费用
(万元)
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1
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付峰
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重点创
新专项
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ZY-CXPT-08
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低阶粘结性煤气化关键技术
研发
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200
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2
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高晓明
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重点研
发计划
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2021GY-124
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二维超薄卤氧铋固溶体多流相全光谱固氮
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10
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3
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甄延忠
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重点研
发计划
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2021GY-166
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低阶粘结性中煤热解分质利用及其粘结成焦机制研究
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8
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4
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杨春明
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基础研
究计划
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2021JQ-612
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双金属多元界面协同增效兰炭废水中酚类的电催化加氢转化
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3
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5
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闫 挺
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基础研
究计划
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2021JQ-615
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超临界甲醇作用下重油中硫醚类化合物裂解脱硫机理研究
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3
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6
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王传涛
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基础研
究计划
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2021JQ-628
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三维大分子-孔隙结构耦合制约下低阶煤CH4产出机制研究
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3
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四、人才计划与获奖
序号
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成果名称
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主要完成人
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类型/等级
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授奖单位
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获奖日期
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1
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陕西省中青
年科技领军
人才
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高晓明
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陕西省科技厅
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2021.10
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2
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Bi2MO6 (M=W, Mo) 基复合光催化材料的结构设计与性能调控
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王丹军,付峰,徐斌,申会东,郭莉,薛岗林,梁玉仓,甄延忠,张开来,赵强
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陕西省高等学校科学技术奖
一等奖
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陕西省教育厅
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2021.02
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3
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“镁”好时代—陕北镁产业智能机械手及其推广
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张壮壮,甄延忠,付峰,王佩文,徐晶晶,乔丹,高文静,刘朝阳,杨晨晨,刘丹
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第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛陕西赛区银奖
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陕西省教育厅
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2021.09
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4
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“肤施·美”—水凝胶面膜基布的开创者
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张耀霞,聂依娜、惠俊华、仝妍、丁新茹、秦梦冉、冯润毅
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第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛陕西赛区银奖
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陕西省教育厅
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2021.09
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五、标志性论文
2021年,团队聚焦能源清洁利用与催化技术研发,以光、电催化为研究手段,在低阶煤催化热解技术、新型光(电)新能源材料、水凝胶材料、煤基新材料等方面取得了系列重要进展。在Appl. Catal. B:Environ.、Chem. Eng. J.等工程技术类主流TOP期刊发表学术论文27篇。
u 文章名称:Accurate guided alternating atomic layer enhance internal electric field to steering photogenerated charge separation for enhance photocatalytic activity
期刊名称: Applied Catalysis B: Environmental(SCI 1 区 TOP; IF 19.503)
作 者:高晓明*,高凯龙,朱伟,梁春花,李前根,付峰*,朱永法*
学科分类:工程技术
文章简介:
通过溶剂热-碱助熔盐法对BiOI进行阶段式晶体重整,先后获得四方BiOBrxI1-x、单斜Bi4O5BrxI2-x、Bi4O5BrxI2-xCy固溶体。具有工程导热流体和离子液体性质的熔融盐促进了BiOBrxI1-x的同步富铋和碳的低温均相掺杂。由于单元晶胞结构改变形成了强大的局部偶极子,交替排列的原子层间内部电场(IEF)显著增强。Bi2.8C1.2O5Br0.5I1.5的光生电子和空穴在强大的内部电场驱动下分别被限制在[Bi2.8C1.2O5]2+层和双[Br0.5I1.5]-层,体电荷得到了有效分离。在可见光照射下,对酚类污染物表现出优异的去除活性,1h内苯酚、4-氯苯酚、间苯二酚和对苯二酚的去除率分别为100%,2h内对硝基苯酚、2,4-二硝基苯酚和邻苯二酚的去除率分别为68.8%、83.3%和96.1%,光催化降解苯酚符合·O2-和h+的“并联式”攻击机制。一方面富铋-固溶-均相掺杂的多元协同策略为BiOX(X=Cl、Br、I)的IEF调谐提供了充分的借鉴,另一方面,碱助熔盐法可为富铋BimOnXq和相关固溶体的制备提供一种新的方法。
文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337321006627
u 文章名称:Large-scale synthetic Mo@(2H-1T)-MoSe2 monolithic electrode for efficient hydrogen evolution in all pH scale ranges and seawater
期刊名称: Applied Catalysis B: Environmental(SCI 1 区 TOP; IF 19.503)
作 者:杨春明#,周立海#,王传涛#,段汶,张乐,张富春,张军军,甄延忠*,高楼军*,付峰*,梁玉仓*
学科分类:工程技术
文章简介:
利用Na2SeO3溶液原位刻蚀钼网的方法大规模制备了具有压电-挠曲电耦合效应和莫特肖特基异质结构的Mo@(2H-1T)-MoSe2电催化剂。催化剂体系中MoSe2纳米片的2H-1T杂化相的压电-弯曲电耦合效应与模特肖特基异质结的协同作用,使Mo@(2H-1T)-MoSe2电极在全pH范围和海水中表现出增强的HER活性、高稳定性和循环耐久性。同时,由于原位蚀刻法的简单性和可扩展性,单片电极的面积可以任意扩大,也可以拓展使用Ni、Cu和W网来构建具有优异HER性能的单片电极。
文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337321011188
u 文章名称:Synergistic effect of oxygen defect and doping engineering on S-scheme O-ZnIn2S4/TiO2-x heterojunction for effective photocatalytic hydrogen production by water reduction coupled with oxidative dehydrogenation
期刊名称: Chemical Engineering Journal(SCI 1 区 TOP; IF 13.273)
作 者:刘佳庆,万俊*,刘琳,杨玮洁,Jingxiang Low,高晓明*,付峰*
学科分类:工程技术
文章简介:
针对光催化分解水产氢光利用率和光生载流子分离效率较低,且其氧化半反应多使用牺牲剂等问题,文章通过简单的水热法以及化学还原法制备了富含氧掺杂与氧缺陷的O-ZnIn2S4/TiO2-x异质结结构,并实现光催化产氢与芳香醇选择性脱氢氧化反应的高效耦合,使催化剂光解水产氢效率的大幅度提高。其中O-ZnIn2S4/TiO2-x的产氢速率和苯甲醛产率可分别达到2584.9 μmol g−1 h−1和2880.5 μmol g−1 h−1,比原始TiO2催化性能分别高出52.5和66.4倍。且其产氢效率分别是纯水分解的56.4倍、Na2S/Na2SO3牺牲剂的2.3倍、以及三乙醇胺牺牲剂的1.3倍。理论计算和实验分析表明,氧掺杂和缺陷使得ZnIn2S4与TiO2费米能级向相反方向移动,使其具有增强的氧化还原电势和界面电场驱动力,促进光生电子-空穴分离转移效率,从而表现出更为优异的光催化水裂解产氢耦合有机物氧化性能。该工作为通过反应路径优化和合理设计光催化剂达到高效光催化水裂解制氢提供了新策略。
文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S138589472104701X
u 文章名称:Bi2WO6 hollow microspheres with high specific surface area and oxygen vacancies for efficient photocatalysis N2 fixation
期刊名称: Chemical Engineering Journal(SCI 1 区 TOP; IF 13.273)
作 者:王天宇,冯彩婷,刘季铨,王丹军*,胡怀明*,胡军*,陈忠,薛岗林*.
学科分类:工程技术
文章简介:
传统化学工业合成氨采用哈伯-博施(Haber-Bosch)工艺,以高纯N2和H2为原料为起始原料,反应需在高温、高压下进行,反应条件苛刻、能耗大,同时排放大量的温室气体。因此,建立低能耗、低排放的绿色合成氨工艺,具有重大的理论和实际意义。光催化是一种条件温和、低能耗、无二氧化碳排放的绿色合成氨技术,但仍然存在N2在催化剂表面吸附、活化和表面反应效率低、伴有析氢副反应的技术瓶颈。采用溶剂热法构筑了富有氧空位的Bi2WO6空心微球(OVs-BWO),并系统研究了SOVs对Bi2WO6光催固氮性能的影响机制。结果表明,SOVs诱导产生的缺陷态可抑制载流子的复合并加速载流子转移,从而增强选择性NRR活性;DFT计算结果表明,在光催化NRR反应中从SOVs诱导产生的缺陷态向吸附态N2转移第一个电子,即富电子的低氧化态阳离子(Bi(3-x)+或W5+)通过非辐射跃迁将电子转移至N2的π*轨道形成活化态的∙N2,同时证明了反应过程H2O氧化产生O2和H+(OER反应),H+与活化态的∙N2分子与导带电子耦合,完成多质子多电子耦合过程。
文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721004228
u 文章名称:Refining d-band center in Ni0.85Se by Mo doping: A strategy for boosting hydrogen generation via coupling electrocatalytic oxidation 5-hydroxymethylfurfural
期刊名称: Chemical Engineering Journal(SCI 1 区 TOP; IF 13.273)
作 者:杨春明#,王传涛#,周立海#,段汶,宋媛媛,张富春,甄延忠,张军军,包维维,逯宇轩*,王丹军*,付峰*
学科分类:工程技术
文章简介:
生物质电催化氧化转化为高附加值产品是取代阳极动力学缓慢的析氧反应有效策略,将5-羟甲基糠醛(HMF)电催化氧化与在新能源领域中有重要研究意义的析氢反应耦合,能够突破电催化水裂解体系的瓶颈,可以有效降低耦合体系的电能消耗。本工作通过对Ni0.85Se进行Mo掺杂调控d-band中心获得高效能复合电极催化材料,其在电催化氧化HMF高选择性制备2,5-呋喃二甲酸(FDCA)和析氢反应(HER)中具有优异的催化活性和稳定性。利用电化学原位阻抗和理论计算证明了Mo掺杂可以加快Ni0.85Se的电子传输并降低Ni0.85Se中Ni的d-band中心,有利于减少H*吸附能。在碱性电解液中,将HMF电催化氧化与HER耦合,在1.50 V的电势下即可获得50 mA cm-2的电流密度,低于水分解时的过电位(1.68 V)。
文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721017101
u 文章名称:Removal of chloramphenicol in water by an improved water falling film dielectric barrier discharge reactor: Performance, mechanism, degradation
pathway and toxicity evaluation
期刊名称: Journal of Cleaner Production(SCI 1 区 TOP; IF 9.297)
作 者:任景俞*,宋惠子,郭贺,姚洲舟,魏倩,焦科琦,李忠义,钟骋丞,王建,甄延忠*
学科分类:工程技术
文章简介:氯霉素(CAP)是一种常见的抗生素,在水环境中很难去除,氯霉素废水具有较大环境风险。本研究设计并制造了一种水膜介质阻挡放电(WFFDBD)反应器,用以处理20 L的CAP废水。考察了反应器运行参数对CAP降解效果的影响。探究了参与CAP降解的主要活性物种,分析了CAP的降解产物和降解途径,并用定量构效关系(QSAR)模型评价了CAP降解产物的毒性。结果表明,在反应器中覆盖医用纱布可显著提高CAP的降解率。在370 W放电功率下,覆盖和不覆盖纱布处理140 min后CAP降解率分别为88.7%和59.9%,覆盖医用纱布的 WFFDBD 反应器的能量效率是无医用纱布时的2.53倍。关联矩阵分析表明,H2O2、O3和⋅OH对CAP去除的贡献大小为⋅OH>H2O2>O3。此外,O2⋅−和⋅H也是降解CAP的关键物种。根据测定的降解产物,给出了CAP可能的降解途径,并对CAP及其降解产物的发育毒性进行了量化研究,结果表明经WFFDBD处理后,CAP废水的毒性得到明显缓解。
文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652621035174
u 文章名称:Life cycle assessment of liquefied natural gas production from coke oven gas in China
期刊名称: Journal of Cleaner Production(SCI 1 区 TOP; IF 9.297)
作 者:Jingying Li#,*, Zhuangzhuang Zhang#, Suisui Zhang, Fan Shi, Yan Nie, Long Xu, Xiaoxun Ma*
学科分类:工程技术
文章简介:
基于全生命周期方法对煤焦化过程焦炉气生产LNG(液化天然气)工艺的能源消耗和环境影响进行系统评价,研究范围涵盖煤炭采选、煤炭运输、焦化、LNG生产、LNG运输和LNG汽化6个阶段,并对比了焦炉煤气脱碳法和甲烷化工艺各生命周期环境影响贡献。研究表明,LNG生产阶段为主要贡献单元,其次为汽化阶段和煤炭采选阶段,焦化过程仅占2.48%;源于甲烷化工艺的增产优势,其环境效益明显优于脱碳法工艺,增加提氢环节可获得更高经济效益。
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.129609
u 文章名称:Enhancing an internal electric field by a solid solution strategy for
steering bulk‐charge flow and boosting photocatalytic activity of Bi24O31ClxBr10–x
期刊名称: Chinese Journal of Catalysis (SCI 1 区 TOP; IF 8.271)
作 者:万俊,杨玮洁,刘佳庆,孙凯龙,刘琳*,付峰*
学科分类:化学
文章简介:
卤氧化铋固溶体光催化材料由于独特的层状晶体结构、可调节的带隙结构和优化的电荷分离效率,近年来受到广泛的关注,但目前对固溶体的体相电荷分离机理研究尚不清楚。本文构建了具有相同形貌和晶体结构的Bi24O31ClxBr10–x固溶体光催化剂,利用密度泛函理论计算和KPFM、Zeta电位等手段对催化剂内建电场的强度进行了测定,结果发现通过改变卤素类型和比例可增加晶体结构单元的不对称性,从而调节[Bi24O31]和[X]层之间的电势差,增强光催化材料的内电场强度,促进体相电荷分离和转移效率,从而提高酚类有机污染物的降解活性。为了证明电荷的传输效率,进行了系统的光电化学测试。其中Bi24O31Cl4Br6的载流子密度分别是Bi24O31Cl10和Bi24O31Br10的6.2倍和1.82倍。同时,Bi24O31Cl4Br6固溶体降解双酚A活性分别是Bi24O31Cl10和Bi24O31Br10的6.21和2.71倍,与其内建电场的相对强度规律一致,同时在催化剂降解系列酚类物质的性能中也表现出相同的规律。研究结果表明,催化剂体相内建电场的增强是其光生电荷分离效率提高,进而改善其光催化活性的根本原因。本研究不仅揭示了构建卤氧化铋固溶体对光催化活性增强的机理,更为通过内建电场调控增强体相电荷分离及光催化活性提供了良好的借鉴。
u 文章名称:Constructing a Z-scheme ZnIn2S4-S/CNTs/RP nanocomposite with
modulated energy band alignment for enhanced photocatalytic hydrogen evolution
期刊名称: Journal of Colloid and Interface Science(SCI 1 区 TOP; IF 8.128)
作 者:刘琳,刘佳庆,杨玮洁,万俊*,付峰,王丹军*
学科分类:化学
文章简介:
异质结的能带结构对于复合催化体系的电荷分离性质和催化活性影响重大。对此,基于能带结构优化策略,构筑了ZnIn2S4-S/CNTs/RP (ZIS-S/CNTs/RP)复合催化剂,其光催化产氢活性可达1639.9 μmol g−1 h−1,显著高于使用块体RP和ZnIn2S4的异质结体系。结果表明,通过RP纳米尺寸调控和在ZnIn2S4中引入硫缺陷,可使异质结具有更负的还原电势和更大的界面电势差,从而具有更优的光生电子-空穴分离效率和Z机制界面电荷分离机制,进而提高其光催化活性。
文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021979721016106
u 文章名称:In situ fabrication of Bi2MoO6/Bi2MoO6-x homojunction photocatalyst for simultaneous photocatalytic phenol degradation and Cr (VI) reduction
期刊名称: Journal of Colloid and Interface Science(SCI 1 区 TOP; IF 8.128)
作 者:申会东,付峰*,薛文文,杨小霞,Saira Ajmal,甄延忠,郭莉,王丹军*,池汝安*
学科分类:化学
文章简介:
采用溶剂热/被烧法制备了新颖 Bi2MoO6/Bi2MoO6-x 同质结光催化剂。 活性实验结果表明, 可见光照射下Bi2MoO6/Bi2MoO6-x 同质结对苯酚的光催化降解活性约为纯Bi2MoO6的24倍。同时,当苯酚光和Cr(VI)同时存在时,该催化剂同时优越的的苯酚光催化氧化降解和Cr(VI)光催化还原性能;其苯酚光催化氧化降解和Cr(VI)光催化还原活性分别是纯 Bi2MoO6/Bi2MoO6-x 的4 和 8 倍,其优越的光催化性能归因于Bi2MoO6/Bi2MoO6-x同质结高效的光生空穴/电子对分离效率。这一研究工作对于设计构筑用于环境污染物净化处理新型催化体系具有重要的借鉴意义。
文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S002197972100641X
文章名称:Giant improvement of performances of perovskite solar cells via
component engineering
期刊名称: Journal of Colloid and Interface Science(SCI 1 区 TOP; IF 8.128)
作 者:魏清渤,常冬噗,叶章稳,李雪,昝灵兴,高楼军,付峰,杨栋*
学科分类:化学
文章简介:
吸收层是影响高性能钙钛矿太阳能电池的关键因素。在这项工作中,系统地研究了MAI和FAI两种成分对形貌、光吸收和光伏性能的影响。研究结果表明,MAI/FAI基钙钛矿薄膜的表面形貌更粗糙,晶粒尺寸随着FAI浓度的增加而变大。 UV-Vis 和光致发光光谱表明,随着FAI浓度的增加,存在红移。 通过将FAI有效掺杂到原始的MAI的钙钛矿薄膜中,成功地抑制了δ-FAPbI3的形成。结果与原始的MAI钙钛矿电池器件相比,基于混合吸收层的钙钛矿太阳能电池的光电转换效率提高了约27%。
文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021979720317161
u Synergistic mechanism of Ni(OH)2/NiMoS heterostructure electrocatalyst with crystalline/amorphous interfaces for efficient hydrogen evolution over all pH ranges
期刊名称: Journal of Colloid and Interface Science(SCI 1 区 TOP; IF 8.128)
作 者:杨春明#,周立海#,闫挺#,卞玉洁,胡玉娟,王传涛,张琰图,施有民,王丹军*,甄延忠*,付峰*
学科分类:化学
文章简介:
氢气具有热值高、来源广、利用形式多、反应产物无污染等优点,是未来能源发展最理想的清洁能源。本文以水热合成的Ni(OH)2为前驱体,通过控制硫化过程中的晶态转化,将晶态Ni(OH)2部分转化为非晶态NiMoS,成功构筑了自支撑的晶态Ni(OH)2-非晶态NiMoS的Ti@Ni(OH)2-NiMoS催化剂体系。原位电化学阻抗和电化学活性面积测试表明,Ti@Ni(OH)2-NiMoS比Ni(OH)2具有更快电子传输速率和反应速率以及更多的电化学反应活性位点。酸性刻蚀和煅烧实验验证了晶态Ni(OH)2和非晶态NiMoS的协同催化机理以及各自的重要作用:在酸性溶液中,Ti@Ni(OH)2-NiMoS的HER性能主要归因于非晶态NiMoS。在中性、碱性和天然海水溶液中,Ni(OH)2和NiMoS之间的协同界面行为主要决定了HER性能。晶态Ni(OH)2加速了水解离动力学,非晶态NiMoS为反应平台提供了丰富的活性位并允许快速的电子转移速率。电流密度为10 mA‧cm-2时,在酸性、中性、碱性和海水中过电位分别为138、198、180、371 mV,相应的Tafel斜率分别为80、119、81、162 mV·dec-1。1000次极化曲线循环及20 h稳定性测试前后析氢性能无明显下降,表明所得Ti@Ni(OH)2-NiMoS具有良好的HER动力学和优异的稳定性。本研究工作为构筑高效、廉价的电催化体系提供科学依据,对电催化制氢及其大规模工业应用具有一定的借鉴作用。
文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021979721013187
u 文章名称:Voltage-assisted SILAR deposition of CdSe quantum dots to construct a high performance of ZnS/CdSe/ZnS quantum dot-sensitized solar cells
作 者:靳斌斌*,孔姝颖,张国庆,陈星巧,倪红山,张帆,王丹军*,曾京辉*
期刊名称: Journal of Colloid and Interface Science(SCI 1 区 TOP; IF 8.128)
学科分类:化学
文章简介:
TiO2/量子点(QDs)/电解质界面上的电荷复合是制约量子点敏化太阳电池(QDSSCs)效率的关键因素。ZnS/QDs/ZnS双层势垒层的构建是抑制界面电荷复合的重要策略。但是,由于在CdSe/ZnS界面之间存在大的晶格错配(12%),使CdSe在TiO2/ZnS介孔膜上缓慢生长,削弱了QDs与介孔膜之间的相互作用,从而降低了具有双层ZnS势垒层的CdSe QDSSCs的效率。施加2伏电压在连续离子层吸附反应(VASILAR)产生电场,促使Cd2+和SeSO32-离子迅速扩散到TiO2/ZnS介孔膜中并反应,从而在室温下反应生成CdSe QDs。优化CdSe QDs沉积层数并结合ZnS双层势垒层,获得了最佳光电转换效率为4.34%的ZnS/CdSe/ZnS QDSSCs。该研究开发了一种快速简单抑制界面电荷复合构建高性能CdSe QDSSCs的方法。
文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0021979720314727
u 文章名称:Antimony Tin Oxide/Lead Selenide Composite as Efficient Counter Electrode Material for Quantum Dot-Sensitized Solar Cells
期刊名称: Journal of Colloid and Interface Science(SCI 1 区 TOP; IF 8.128)
作 者:靳斌斌*,黄辉胜,孔姝颖,张国庆,杨彪,蒋楚星,周娅,王丹军*,曾京辉*
学科分类:化学
文章简介:
利用刮涂法结合连续离子层吸附反应在FTO导电玻璃上成功的构筑了多孔ATO/PbSe复合对电极。该电极在多硫电解液中表现出了优异的渗透性、导电性和催化活性,为电解液的氧化还原反应提供更多的催化活性位点,快速的离子和电子传输通道。最终将其与CdS/CdSe共敏化光阳极封装成量子点敏化太阳电池(QDSSCs),获得了稳定性超过200分钟,效率高达5.59 %的QDSSCs。该工作为构建用于QDSSCs的高性能对电极材料开辟了一个简单有效的策略。
文章链接https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S002197972100583X
u 文章名称:In-situ anion exchange based Bi2S3/OV-Bi2MoO6 heterostructure for efficient ammonia production: A synchronized approach to strengthen NRR and OER reactions
期刊名称: Journal of Materials Science & Technology (SCI 1 区; IF 8.067)
作 者:张媛媛,郭莉,王英仙,王天宇,马涛霞,张壮壮*,王丹军*,付峰*
学科分类:工程技术
文章简介:
采用简单的原位离子交换法制备了新颖的Bi2S3/OV-Bi2MoO6异质结,氧缺陷(OVs)表面锚定使Bi2MoO6吸收边红移,拓宽了可见光的利用率,同时显著增强N2在催化剂表面的化学吸附;S-型Bi2S3/OVs-Bi2MoO6异质结可实现e-/h+对的空间分离,同步强化OER和NRR反应,使用催化体系的光催化固氮活性增强8倍。
文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1005030221008367
u 文章名称:Investigation of the synergistic effect on cobalt oxide modified silver
surface for electrocatalytic hydrogen evolution reaction
期刊名称: Journal of Alloys and Compounds(SCI 2 区; IF 5.316)
作 者:昝灵兴,张红玲,薄鑫,赵宇悦,田欢庆,陈浩,魏清渤,唐好庆,付峰*
学科分类:材料科学
文章简介:
借助催化剂降低电解水过电位是目前降低工业化电解水制氢成本的有效手段。在这项工作中,我们通过水热法合成不同结构和形貌的Co3O4催化剂,再将其与金属Ag形成Ag/Co3O4负载型催化剂。探究单组分和双组分催化剂对析氢反应动力学的影响。研究发现,超薄片聚集球结构的Co3O4具有较强的催化活性。当Co3O4与Ag相结合时,能够触发更高的催化析氢活性,析氢电流密度为10 mA cm-2时的过电位提高至-0.296 V。这种双组分催化剂催化性能的增强归因于反应中间体在活性位点的溢出效应、双组分之间的协同作用以及电化学活性位点的增加。该研究将HER惰性Co3O4转化为活性物质,提出了利用金属/金属氧化物之间的溢出效应和协同效应对电催化析氢性能的增强机制,以及高效电催化剂的合成策略。
文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0925838821007325
u 文章名称:In-Situ Construction of 2D/2D CuCo2S4/Bi2WO6 contact heterojunction as a visible-light-driven fenton-like catalyst with highly efficient charge transfer for highly efficient degradation of tetracycline hydrochloride
期刊名称: Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects(SCI 2 区; IF 4.539)
作 者:王英仙,杨春明,张开来,郭莉,李汝奇,AbbasZaheer,付峰*,徐斌*,王丹军*
学科分类:化学
文章简介:
整合光催化和芬顿氧化优点的非均相光芬顿技术由于其反应条件相对温和、成本低、处理效率高,被证实是一种很有前景的环境净化技术。在此,我们制备了 II 型CuCo2S4/Bi2WO6异质结的制备作为去除四环素盐酸盐(TC-HCl)的有效催化剂。通过将二维 CuCo2S4与二维Bi2WO6纳米片耦合,两种光活性组分结合形成二维/二维(2D/2D)异质结,其中CuCo2S4助催化剂拓宽了光响应范围,促进了光生载流子的分离和转移。最重要的是,CuCo2S4通过利用光生电子在过氧化氢(H2O2)存在下与Cu(II)和Co(III)反应来启动和加速光芬顿反应的循环。
文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927775721018343
u 文章名称:Construction of Ti3C2Tx MXene Supported Low-Platinum Electrocatalyst for Hydrogen Evolution Reaction by Direct Electrochemical Strategy
期刊名称: Journal of The Electrochemical Society(SCI 2 区; IF 4.316)
作 者:简选*,魏彤彤,张咪咪,李瑞*,刘建新,梁镇海
学科分类:工程技术
文章简介:
通过直接电化学方法制备了二维Ti3C2TxMXene负载低铂含量的电催化析氢材料。与商业20 % Pt/C催化剂相比,具有较低的析氢过电压和塔菲尔斜率,较高的转换频率和质量密度活性。本论文为制备超低铂电催化剂的制备提供了一种简单、绿色和有效的方法。
文章链接:https://iopscience.iop.org/article/10.1149/1945-7111/ac2103
u 文章名称:Assembly of CaIn2S4 on Defect-Rich BiOCl for Acceleration of Interfacial Charge Separation and Photocatalytic Phenol Degradation via S-Scheme Electron Transfer Mechanism
期刊名称: Catalysts(SCI 2 区; IF 4.146)
作 者:张壮壮,张媛媛,韩宣宣,郭莉,王丹军*,吕康乐*
学科分类:化学
文章简介:
通过高温煅烧结合溶剂热合成策略制备了BiOCl纳米片与CaIn2S4偶联的新型2D/2D S型异质结构含有表面氧的纳米片催化剂(CaIn2S4/BiOCl-SOVs)。在可见光照射下,1 wt% CaIn2S4/BiOCl-SOVs光催化剂苯酚降解的表观速率常数(Kapp/mim-1)比纯BiOCl高约32.8倍。优异的性归因于SOV、CaIn2S4和BiOCl形成的异质结可以有效缩小带隙,加速界面电荷分离。
文章链接:https://www.mdpi.com/2073-4344/11/9/1130
u 文章名称:Synergism of carbon quantum dots and Au nanoparticles with Bi2MoO6 for activity enhanced photocatalytic oxidative degradation of phenol
期刊名称: RSC Advances(SCI 2 区)
作 者:赵强,张壮壮,闫挺,郭莉,杨春明,高歌,付峰*,徐斌*,王丹军*
学科分类:化学
文章简介:
局部表面等离子体共振(LSPR)是提高光催化催化效率的一个有效的手段。然而,光催化剂的等离子体增强仍然有限,因为大多数金属/半导体取决于孤立金属纳米粒子的LSPR贡献。在这里碳量子点(CQDs)和金纳米粒子(NPs)同时组装在表面具有表面氧空位的三维球形Bi2MoO6纳米结构。CQDs和Au NPs的集体激发证明了一种有效的策略来改善上转换发射和等离子体能量的利用。
文章链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2021/ra/d1ra05164d
u 文章名称:Effect of hierarchical ZSM-5 zeolites on product distribution of low rank coal fast pyrolysis in a fluidized bed
期刊名称: Journal of Fuel Chemistry and Technology
作 者:张壮壮,刘楠,安重鑫,孙鸣,徐龙,马晓迅*,甄延忠,付峰
学科分类:工程技术
文章简介:
采用晶种诱导法和碱处理法制备了不同介-微孔复合结构的多级孔ZSM-5分子筛,利用XRD、TEM、NH3-TPD、氮气物理吸附等手段对其结构性质进行了表征,并考察了其对低阶煤流化床快速热解产物分布的影响。结果表明,碱处理后不同程度上增加了分子筛催化剂的比表面积、介孔孔容和平均孔径。多级孔ZSM-5分子筛促进了热解挥发分中脂肪烃的裂解环化和酚池的解离,提高了焦油中轻质芳烃的收率。在碱浓度为0.3 mol/L时轻质芳烃收率达到最大,其中,单环芳烃和萘/甲基萘较微孔分子筛分别增加了2.7倍和0.9倍。在碱浓度达到0.4 mol/L时,由于过度脱硅造成表面塌陷,分子筛催化剂性能下降。
文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1872581321600427
六、授权专利
1. 张雪梅,王广,付峰,高楼军,高晓明,侯秀芳,牛凤兴,陈繁荣,一种耐腐蚀性超疏水不锈钢网的制备方法及其应用,授权公告日:2021年05月28日,中国,ZL201910452502.0。
2. 魏清渤,宋伟,付峰,一种具有pH响应的三维互穿网络水凝胶的制备方法,授权公告日:2021年7月13,中国,CN 108559108 B。
3. 魏清渤,付峰,乔雨佳,周盼,窦生艳,一种介孔结构的电子传输层薄膜的制备方法,2021年9月,中国,CN 108767121 A。
4. 郭莉,王丹军,付峰,王记江,吕磊,王雄,郅容容,一种花椒树拉枝调节器,授权公告日:2021年08月24日,专利号:ZL 201810954325.1。
5. 郭莉,王锋,石天鹏,王丹军,付峰,吕磊,王雄,高毅丁,一种转轴嵌套式自动开关窗户,授权公告日:2021年06月08日,专利号:ZL 201911099532.4。
6. 郭莉,于尚乐,王锋,郑普,胡德艳,王丹军,付峰,石天鹏,张媛媛,王英仙,一种光催化固氮反应器,授权公告日:2021年01月26日,专利号:ZL 202021427282.0。
7. 郭莉,牛鸿权,付峰,雷秋晓,王丹军,高云鹤,施帅,王宇辉,李起,一种煤焦油悬浮床耦合固定床加氢裂化装置,授权公告日:2021年12月14日,专利号:ZL 202121338375.0。
七、产业应用转化
植物多糖水凝胶新材料项目是延安大学与上海复嫘新材料有限公司合作研发的。团队张耀霞老师带领研发小组于2014年开始与上海复嫘关于植物水凝胶材料在医疗卫生领域应用合作。经过了7年多时间。植物水凝胶材料具有自主知识产权,已经取得了 4 项发明专利授权。具有与皮肤交互能力强,高度亲肤,超强的吸水和保水性能,成本可控等优点。不仅可以应用于面膜基材,还可以应用于医药领域。目前已经开发的产品主要用途有面膜、眼膜、法令膜、以中药为主的护理和外用治疗、以及含蛋白类、VC 类易失活物质的固态面膜。
试生产产品通过了国内质检部门的各项检测及国际 SGS 检验,已经供货韩 国、日本、台湾、广东、上海等地渠道客户,并与纽西之谜等多家知名化妆品企业建立了合作关系;医用敷料正与医药领域有关单位合作研发。
2021年7月,其中1项专利技术以技术作价105.3万元许可入股陕西复嫘新 材料科技有限公司,该技术项目 12 亿片/年生产线正在建设中,预计2022年5 月中交试产。