BiOX催化剂的计算设计、可控合成及其对饮用水中内分泌干扰物的光催化降解研究

基本信息
批准号:21271108
项目类别:面上项目
资助金额:78.00
负责人:刘璐
学科分类:
依托单位:南开大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张海军,孙梅青,葛明,刘钊,袁宗焕,朱娜,杨玉晓,甄蒙蒙,毕晓辉
关键词:
可控合成饮用水内分泌干扰物去除材料计算设计微米球
结项摘要

Natural water environments today are threatened by a variety of hazardous chemical substances derived from man-made products. Various contaminants such as azo dyes and organochlorine and aromatic hydrocarbons have been.detected, and a number of these chemical components are suspected endocrine disrupting chemicals (EDCs). It has been argued that EDCs are related to a number of reproductive and sexual abnormalities seen in wildlife and sperm counts decline in males. .To have their danger reduce to minimum, we will synthesize facet-controlled BiOX (X=Cl,Br,I) microspheres with nanosheets-assembly, as a promising and efficient method for the further improvement of the catalytic performance. In this work, we will investigate the structural and electronic properties of BiOX facets by the periodic density functional theory (DFT) method employing a slab model, and then synthesized BiOX via controlled synthesis, and using experimental approaches, we demonstrated that the catalytic activity of BiOX (X=Cl,Br,I) is facet-dependent,. To the best of our knowledge, this is the first report on directed morphological and facet-controlled synthesis of BiOX (X=Cl,Br,I) microspheres, with nanoparticles- assembly, nanorods-assembly or nanosheets-assembly. The experimental results of the present study show that single crystal BiOX (X=Cl,Br,I) with exposed highly reactive facets can be endocrine disrupting chemicals, For example, Bisphenol A and 17 -β estradiol, photocatalytic degradation and TOC will be investigated, their intermediates will be formed during photocatalytic degradation, and their evolution will be discussed. On the basis of the evidence of oxidative intermediate formation, a detailed degradation pathway of BPA degradation by BiOX (X=Cl,Br,I) microspheres photocatalysts will be proposed.

环境内分泌干扰物是全球被公认的第三大环境污染问题,这些有机污染物的矿化去除一直是困扰环境科学家的难题。本课题申请借助第一性原理计算和分子动力学模拟的方法研究3D BiOX(X=Cl,Br,I)光降解催化剂的催化晶面,在此指导下,采用溶剂热方法控制合成沿择优催化晶面生长的纳米粒子﹑纳米棒(线)﹑纳米片等低维纳米材料组装的3D BiOX微米球光降解催化剂材料,研究它们的合成工艺﹑探索其合成机理,评估它们在可见光光照下,催化降解内分泌干扰物质雌二醇和双酚A的效果和雌激素活性变化。该技术将推动非均相BiOX在可见光下催化的应用和发展,为同类环境内分泌干扰物的去除提供理论方法和实验基础,为降低和评价我国饮用水源水中环境内分泌干扰物质对人和生物体健康威胁提供一项有效的处理技术,具有一定的理论研究价值和实际应用前景。

项目摘要

本课题是在材料计算模拟与实验相结合的基础上研究无机纳米材料在光催化讲解中的应用。在材料计算中将密度泛函理论和含时密度泛函理论计算与分子动力学模拟相结合,用于材料的几何优化和物理化学性能研究,将材料设计的理念和方法应用到光降解催化材料的可控合成中,有助于深入有机物的吸附、催化降解过程等理论问题,并紧密结合实验,将建立起材料微观原子和电子结构与光降解催化效率之间的联系,知道未来高性能光降解催化材料的研究和开发。因此,借助第一性原理计算和分子动力学模拟的方法,本课题研究计算BiOX(X=Cl, Br, I)光降解催化剂的催化晶面,并采用溶剂热方法控制合成沿优化催化晶面生长的纳米粒子、纳米棒(线)、纳米片等低维度等纳米材料组装的3D BiOX 微米球新型光降解催化剂材料,研究它们的合成工艺、探索合成机理,评估3D BiOX在可见光光照下,催化降解双酚A的效果,同时在现有高效液相等分析仪器的检测限下,分析提出光降解机理,进而实现光降解催化剂与饮用水本体快速、有效分离。该技术将推动高效能非均相介孔光降解催化剂在可见光下催化的应用和发展,由理论计算知道可控合成高性能催化材料提供有效的实验基础,为同类环境内分泌干扰物的去除提供理论方法和实验基础,为降低和评价我国饮用水水源中环境内分泌干扰物对人和生物体健康威胁提供一项有效的处理技术,具有理论研究价值和实际应用前景。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

DOI:10.13885/j.issn.0455-2059.2020.06.004
发表时间:2020
2

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
3

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

DOI:
发表时间:2018
4

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2018.02.019
发表时间:2018
5

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

DOI:
发表时间:2018

刘璐的其他基金

批准号:41705027
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51906090
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21301033
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81400571
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61103065
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30470500
批准年份:2004
资助金额:20.00
项目类别:面上项目
批准号:81301171
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81873802
批准年份:2018
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:81903690
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41701293
批准年份:2017
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51876065
批准年份:2018
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:51308169
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11302262
批准年份:2013
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31500639
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51406055
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81603683
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61404055
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11904341
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61201432
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60807025
批准年份:2008
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61773327
批准年份:2017
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:81001306
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

水中环境内分泌干扰物的吸附富集光催化降解联合研究

批准号:21307020
批准年份:2013
负责人:王雅君
学科分类:B0604
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

卟啉基MOFs光催化剂的设计合成及其降解水中PPCPs类污染物研究

批准号:51308098
批准年份:2013
负责人:赵雅辉
学科分类:E1002
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
3

浸润性可控的一维铋系半导体纳米异质结光催化剂的制备及其降解水中环境内分泌干扰物的研究

批准号:21763032
批准年份:2017
负责人:蒋峰芝
学科分类:B0202
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
4

酚类内分泌干扰物的光催化降解机理研究

批准号:21065012
批准年份:2010
负责人:王莉
学科分类:B0407
资助金额:28.00
项目类别:地区科学基金项目