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静电/等离子耦合催化剂及其空气净化系统研究

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静电/等离子耦合催化剂及其空气净化系统研究

第十届全国催化剂制备科学与技术研讨会（成都）

作者：上官文峰上海交通大学燃烧与环境技术研究中心

现代生活使得人们每天平均大约有90%以上的时间在室内度过,室内空气质量对人们健康的关系就显得更加密切和重要。当前室内仍然存在甲醛等VOCs污染的同时,大气雾霾频发使得PM2.5和臭氧也成为影响室内空气品质的主要因素。因此,研发有效... 详细信息

现代生活使得人们每天平均大约有90%以上的时间在室内度过,室内空气质量对人们健康的关系就显得更加密切和重要。当前室内仍然存在甲醛等VOCs污染的同时,大气雾霾频发使得PM2.5和臭氧也成为影响室内空气品质的主要因素。因此,研发有效净化复合型空气污染的治理技术和实用化系统具有重要的现实意义。

关键词： PM2.5 VOCs 催化静电/等离子耦合技术

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空气治理中的静电/等离子耦合催化净化技术

空气治理中的静电/等离子耦合催化净化技术

第十一届全国环境催化与环境材料学术会议

作者：上官文峰上海交通大学燃烧与环境技术研究中心

现代生活使得人们每天平均大约有90%以上的时间在室内度过,室内空气质量对人们健康的关系就显得更加密切和重要。当前室内仍然存在甲醛等VOCs污染的同时,大气雾霾频发使得PM2.5和臭氧也成为影响室内空气品质的主要因素。因此,研发有效净化复合型空气污染的治理技术和实用化系统具有重要的现实意义。基于低风阻/高通量和全面净化PM2.5/VOCs等的空气治理实际需求,开展了静电催化耦合技术路线的研究。论文通过优化静电集尘模块,研发高效臭氧分解催化剂,构建臭氧辅

关键词： PM2.5 VOCs 催化静电耦合技术

新型光催化剂ZrW_2O_7(OH)_2(H_2O)_2的光解水产氢产氧性能

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无机材料学报 2010年第1期25卷 18-22页

作者：蒋丽袁坚上官文峰上海交通大学燃烧与环境技术研究中心上海200240

以水热反应法制备了ZrW2O7(OH)2(H2O)2粉体,利用TG-DTA、XRD、DRS和BET等手段对其理化性能进行表征,并考察了其在紫外光照射下分别以CH3OH为电子给体和以AgNO3为电子受体时的光解水产氢产氧性能.结果表明:制备的样品为结晶良好且晶相单... 详细信息

以水热反应法制备了ZrW2O7(OH)2(H2O)2粉体,利用TG-DTA、XRD、DRS和BET等手段对其理化性能进行表征,并考察了其在紫外光照射下分别以CH3OH为电子给体和以AgNO3为电子受体时的光解水产氢产氧性能.结果表明:制备的样品为结晶良好且晶相单一的四方相ZrW2O7(OH)2(H2O)2粉体,吸收边为310nm,带隙值为3.9eV,比表面积为5.9m2/g.在以CH3OH为电子给体的条件下,0.3wt%Pt/ZrW2O7(OH)2(H2O)2的光解水产氢平均速率为3.7μmol/h,以AgNO3为电子受体的条件下ZrW2O7(OH)2(H2O)2的产氧平均速率为27.8μmol/h.本研究表明,包含OH基的ZrW2O7(OH)2(H2O)2具有光解水产氢产氧能力,能带结构符合光解水要求,是一种新型的光解水材料.

关键词：水分解光催化剂 ZrW2O7(OH)2(H2O)2 羟基

稀土钇调变BiVO4光催化完全分解水的研究

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稀土钇调变BiVO4光催化完全分解水的研究

中国稀土学会2021学术年会

作者：江治上官文峰上海交通大学

粉末颗粒光催化完全分解水反应是一个在粉末光催化剂中实现多个串行物理化学步骤的复杂反应过程。该过程理论上具有体系简单、成本低、易操作等特点。但是目前能实现光催化完全分解水的催化剂种类仍然较有限。近年来,我们基于钇(Y)元素... 详细信息

粉末颗粒光催化完全分解水反应是一个在粉末光催化剂中实现多个串行物理化学步骤的复杂反应过程。该过程理论上具有体系简单、成本低、易操作等特点。但是目前能实现光催化完全分解水的催化剂种类仍然较有限。近年来,我们基于钇(Y)元素的电子结构调控作用,合成了BiYVO (0≤X≤1)一系列固溶体光催化剂,实现了能带结构的连续调控,突破了长期以来BiVO催化剂体系无法产氢的难题,实现了光催化完全分解水[1]。进一步通过晶面调控,固溶体限域生长,构建异质结等策略进一步调控了该体系的完全分解水性能[2-4]。最近我们通过调控合成过程实现了对该固溶体体相与表面相的结构的精细控制,并以此为基础深入探讨了光催化剂表面缺陷结构对全解水性能的不同影响。研究显示伴随着煅烧温度升高,BYV组分中VO的高温挥发会导致表面低熔点BiVO发生结构扭曲,进一步在BYV固溶体表面形成特定缺陷结构。稀酸处理后BYV-600和BYV-800表面缺陷结构消失(Fig.1a)。酸处理前后上述样品全解水活性上表现出完全相反的变化趋势(Fig.1 b)。载流子动力学的表征结果显示(Fig.1 c),对于BYV-600而言,表面缺陷结构的作用机制主要是以浅能级捕获载流子的形式进载流子分离并延长了寿命,进而提升全解水活性;而对于BYV-800,表面结构类BiVO结构则促进了载流子复合,同时削弱了还原端的热力学条件,因此抑制了全解水活性。通过上述策略,最终在BYV-600上稳定实现了H～181.3μmol/h与O～99.3μmol的全解水活性。

关键词：光催化完全分解水钇缺陷表面结构

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物理场协同催化净化空气中污染物(英文)

物理场协同催化净化空气中污染物(英文)

第九届全国环境催化与环境材料学术会议——助力两型社会快...

作者：上官文峰上海交通大学机械与动力工程学院燃烧与环境技术中心

＜正＞Air pollution is one aspect of the broader topic of environmental issues in the world.VOCs removal in mild condition is usually a tough challenge for environmental chemists.The thermal or catalytic combustion usually operated at temperature at least higher than 150°C[1],which is usually not applicable for indoor VOCs removal.In this paper,the synergetic effect by multiple physical fields,

关键词：

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太阳能光解水制氢的研究进展

无机化学学报 2001年第5期17卷 619-626页

作者：上官文峰上海交通大学动力与能源工程学院资源与环境工程系上海200030

本文概述了利用光催化技术催化分解水制氢的反应机理和研究进展。结合作者的最近研究重点描述了TiO2及过渡金属氧化物、层状金属氧化物以及某些能利用可见光的光催化材料的结构和光催化特性阐述了该课题的意义和今后的研究方向。

关键词：光催化氢能太阳能转换水氢制备分解

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能源材料原理与应用

能源材料原理与应用

2017年

作者：上官文峰江治屠恒勇等

本书介绍了能源材料的基础与应用，主要涉及能源转换材料与储能材料。

关键词：能源材料研究

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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汇雅图书（南通市图书馆）

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光催化剂的载体修饰及其净化耦合功能

光催化剂的载体修饰及其净化耦合功能

第七届中国功能材料及其应用学术会议

作者：上官文峰上海交通大学燃烧与环境技术研究中心

光催化在环境净化和太阳能能转换等方面拥有巨大的应用潜力,并且在某些环境净化领域已进入商业化。在学术与技术研究方面,光催化剂活性组分的材料结构与性能已经受到广泛的研究与报道。本文聚焦作为光催化应用产品中的关键技术之一——...

光催化在环境净化和太阳能能转换等方面拥有巨大的应用潜力,并且在某些环境净化领域已进入商业化。在学术与技术研究方面,光催化剂活性组分的材料结构与性能已经受到广泛的研究与报道。本文聚焦作为光催化应用产品中的关键技术之一——载体的制备,主要介绍课题组近年来在光催化载体的设计与修饰、以及载体在与光催化剂耦合中的协同作用方面的研究。利用中间层修饰的金属泡沫用于光催化剂载体,不仅具有高活性和优良的流体力学性能,而且保持有优良的金属物理机械性能,可方便地用于各种空气净化装置。这里的中间层不仅提供了交大的比表面积,而且抑制了光生载流子的复合,提高了光催化活性。具有环保和低成本特征的活性炭经过修饰具有对污染物较强的选择性吸附和浓缩作用,从而提高净化效率。通过Zn、Cu、Mn等过渡金属子的离子交换和改性后分子筛负载光催化剂,具有明显的光催化耦合作用,能有效利用光源或高压静电等释放出的臭氧等活性物种产生协同效应,显著提高了净化效率。研究表明:通过载体的优化设计以及与活性组分的合理匹配,形成有效的"吸附/浓缩和耦合催化"是提高其净化产品性能的有效途径和方法。

关键词：

基于掺Zn氮化碳和BiVO_4构建Z型光催化系统实现完全分解水（英文）

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Chinese Journal of Catalysis 2018年第3期39卷 472-478页

作者：秦臻房文健刘军营韦之栋江治上官文峰上海交通大学燃烧与环境技术研究中心上海200240

随着现代工业的迅猛发展和化石燃料的过量使用,全球范围内能源和环境问题日益严峻,因此利用丰富的太阳光能分解水来直接制取清洁的氢气具有诱人的应用前景.目前,聚合物半导体石墨相氮化碳(g-C_3N_4)因其廉价、稳定、不含金属组分和独特... 详细信息

随着现代工业的迅猛发展和化石燃料的过量使用,全球范围内能源和环境问题日益严峻,因此利用丰富的太阳光能分解水来直接制取清洁的氢气具有诱人的应用前景.目前,聚合物半导体石墨相氮化碳(g-C_3N_4)因其廉价、稳定、不含金属组分和独特的电子能带结构已被广泛应用于光解水产氢研究.然而,氮化碳具有结晶度差、光生载流子易复合的缺点.众所周知,Z型体系可以很好地减少电子和空穴的复合问题.同时,催化剂只需分别满足光解水过程的一端,这使得半导体光催化剂的选择非常丰富,可以大大拓宽材料体系.因此,将g-C_3N_4运用到Z型体系中的研究得到了广泛关注.然而,这些研究多集中在如何增强g-C_3N_4的产氢能力方面,对实现水的完全分解的研究鲜见报道.本实验设计了这样一种Z型体系:使用掺Zn的g-C_3N_4作为产氢端,BiVO_4作为产氧端,Fe3+/Fe2+作为氧化还原对.实验结果表明,该体系可以在全波段下实现水的完全分解(氢氧比为2:1),并且保持相当高的稳定性.实验所使用的氮化碳为固相法烧结尿素制得,Zn的掺杂采用浸渍法,同时通过水热法合成BiVO_4,使用Pt作为助催化剂.通过搭建含有不同组成成分的Z型体系,将它们的性能和表征结果进行比较分析.通过XRD,UV-Vis,SEM和XPS等测试手段对催化剂进行表征.XRD分析结果表明成功合成了掺杂Zn的石墨相氮化碳.UV-Vis则显示随着Zn浓度的提高,吸收边发生变化.通过改变掺杂Zn的浓度,得到了能够实现完全分解水的Z型体系,其最佳掺杂比例为:Zn Cl2和氮化碳的质量比为1:10.为了排除单催化剂和Pt颗粒对完全分解水性能的影响,分别作了单独产氢端、单独产氧端、预负载Pt和光沉积Pt的性能测试.从SEM中没有发现g-C_3N_4和BiVO_4的异质结结构.这些结果表明所搭建的是典型的利用氧化还原离子对为中间电子传输载体的Z型体系,经长达12 h的持续测试证明其具有较高的稳定性.为了研究Zn在构建Z型中所起的作用,分别采用文献中报道的原位和浸渍法实现Zn的掺杂.对这两种掺杂方式的性能测试表明,只有采用浸渍法时,所构建的Z型体系具有完全分解水的能力.对这两种方法得到的掺Zn氮化碳进行表面化学组成和价态(XPS)的分析.结果显示,两种掺杂方法都可以通过形成Zn=N键的形式实现Zn的掺杂,但浸渍法使Zn在g-C_3N_4表面分布更均匀,同时对氮化碳原本三嗪环的破坏较小,因此具有更好的还原能力,可以与BiVO_4匹配以构成Z型体系.实验通过采用掺杂Zn的氮化碳作为产氢催化剂,BiVO_4作为产氧催化剂,Fe3+/Fe2+作为氧化还原中间体,构建了典型的Z型体系.该体系在Zn的掺杂浓度为10%时能够实现长时间稳定的完全分解水.

关键词：氮化碳钒酸铋 Z型氧化还原介质分解水