“有毒難降解有機(jī)污染物光催化降解機(jī)理的研究”取得重大成果

有毒難降解有機(jī)污染物如鹵代物、二口惡英、農(nóng)藥、染料等引起的環(huán)境問題，已成為21世紀(jì)影響人類生存與健康的重大問題。由于現(xiàn)有技術(shù)很難處理這些污染物，因此研究新的有效控制有毒難降解有機(jī)污染物的方法已成為國際上廣受關(guān)注的重大課題。利用光催化方法降解這些有機(jī)污染物，也成為國際上最有應(yīng)用潛力、最活躍的研究領(lǐng)域之一。中科院化學(xué)所趙進(jìn)才研究員等歷經(jīng)十多年探索，掌握了有毒難降解有機(jī)污染物光催化降解的機(jī)理，并在染料污染物可見光光催化降解，復(fù)合半導(dǎo)體及過渡金屬離子配合物新型可見光光催化劑及其光催化反應(yīng)機(jī)理等方面，取得了一系列重要研究成果，為解決環(huán)境污染問題提供了安全有效的方法。

這項(xiàng)獲得了2005年度國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)的成果，圍繞以往光催化技術(shù)中只能利用紫外光且反應(yīng)效率低這一關(guān)鍵科學(xué)難題，瞄準(zhǔn)最大限度利用太陽能中50％以上的可見光，在充分認(rèn)識(shí)有機(jī)污染物和光催化劑的物化特性以及它們與可見光相互作用機(jī)制的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究了一系列可見光光催化體系及其降解有毒有機(jī)污染物的反應(yīng)機(jī)理。該項(xiàng)目取得的一系列重要進(jìn)展主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

有機(jī)染料污染物的可見光光催化降解及其機(jī)理科研人員在利用可見光進(jìn)行光催化降解染料的研究過程中，提出了與國際上報(bào)道的紫外光光催化反應(yīng)完全不同的可見光光催化反應(yīng)機(jī)理，證明了染料可見光光催化是一個(gè)典型的界面反應(yīng)。該項(xiàng)研究將TiO2光催化降解有機(jī)污染物的反應(yīng)，從紫外光區(qū)擴(kuò)展到可見光區(qū)，并為利用太陽光去除難降解的染料污染物提供了一種全新的途徑。

鐵離子及其含氮配合物可見光光催化降解有毒有機(jī)污染物趙進(jìn)才等將可見光反應(yīng)拓展到鐵離子，及其含氮配合物光催化降解有毒有機(jī)污染物體系，成功地設(shè)計(jì)合成了一系列高活性和高穩(wěn)定性的鐵氮配合物及其負(fù)載型可見光光催化劑。他們還深入研究了新型的鐵含氮配合物負(fù)載型光催化劑，實(shí)現(xiàn)了在溫和條件下，負(fù)載型過渡金屬配合物可見光光催化高效降解有機(jī)污染物。

新型高效可見光光催化劑的合成及改性新方法科研人員成功地研制出二元協(xié)同改性的新型可見光光催化劑Ni2O3／TiO2－xBx。用該光催化劑在可見光照射下，以空氣中氧氣為氧化劑，可將有毒有機(jī)污染物有效地降解為二氧化碳、水和氯離子。課題組在TiO2的表面和體相改性及光催化劑構(gòu)效關(guān)系的研究方面取得重要進(jìn)展，為充分利用可見光去除有毒有機(jī)污染物和制備新型可見光光催化劑提供了新思路。

據(jù)了解，該項(xiàng)目的開發(fā)過程中，在SCI收錄的國際核心刊物上發(fā)表論文106篇，獲國家發(fā)明專利7項(xiàng)。