纳米TiO2光催化材料研究被列为我国先进材料领域重大难题

2018-07-26 10:48

5月27日,在第二十届中国科协年会闭幕式上,中国科协副主席、国际宇航科学院院士李洪对外发布由中国科协组织征集遴选的60个重大科学问题和重大工程技术难题,涉及公共安全、空天科技、信息科技、医学健康、先进材料等12个领域。李洪说,“这些(问题)代表了我国科技领域真正的‘硬骨头’”。

在先进材料领域,入选了5个难题,重点集中在热电材料、纳米纤维、高安全结构材料、光催化材料以及新型智能复合材料等方面。

中国科协副主席、国际宇航科学院院士李洪表示,科技创新的前提是提出有价值的科学问题,为研判未来科技发展的趋势,抓准科技创新突破口,前瞻谋划战略制高点,布局前沿科技领域,推进世界科技强国建设,中国科协组织所属全国学会及学会联合体面向广大科技工作者,开展了这次问题和难题征集活动。

据他介绍,此次征集共有76家全国学会、学会联合体参与,700多位科技工作者参与撰写,1142位专家学者参与推荐,2142名科研一线科学家参与初选,54名学科领军专家参与复选,33名院士参与终选。

常见的光催化材料,性能比较稳定的主要是纳米TiO2体系,但多数催化材料依然停留在实验室研发阶段。而在我国,矿物负载型纳米TiO2光催化材料产业化技术已经被临江宝健纳米成功突破,并取得全球领先地位!据了解,目前宝健纳米提供的产品已经广泛用于涂料、硅藻泥等产品制造,中国也成为继德国、日本之后又一个掌握TiO2光催化材料产业化技术的国家,且拥有国际上唯一一条量产千吨生产线。

光催化材料又称光触媒材料(Photocatalysts),是光(Photo)+触媒(催化剂,Catalyst)的合成词,日本多称为光触媒,是一种以纳米TiO2为代表的,在光的照射下可以促进化学反应,自身不产生消耗的具有催化功能的半导体材料的总称。

负载改性后的纳米TiO2在吸收光能后,电子发生跃迁,在价带形成光生空穴[h+],在导带形成光生电子[e-],电子和空穴与吸附在其表面上的O2、H2O、HO-作用,形成强氧化性的羟基自由基(HO?)和超氧阴离子自由基(?O2-),光催化反应示意图如图6所示。一般的理论认为:羟基自由基(HO?)具有很强的氧化分解能力,能破坏有机物中的C一C键,C-H键、C一O键、O一H键、N一H键,可以氧化甲醛、苯、TVOC等有机物质以及氨气、氮氧化物、硫化物等无机物质,从而达到净化空气的目的。

(来源:中国硅藻泥协会-公众号)

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