基于First Principles的光催化降解PPCPs同步脱氮体系构建及其电子分配机制研究

As an emerging organic pollutant, pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) are known to have deep and irrecoverable destruction to the security of nature environment and ecosystem. It`s important and challenging to seek solutions to remove and degrade PPCPs in water treatment for today and in the future. Based on First-Principles, a novel ternary composite will be synthesized to combine the ability of adsorption, photocatalytic oxidation and denitrification together which is optimized from the band structure, crystal structure and principles of electron transport in this project. Telithromycinwill will be the target pollutant to investigate the assignment mechanism of electrons and the coupling mechanism of the system. This project will expand environmental applications of graphene-semiconductor composites and provide a ‘green’ technology for advanced treatment of PPCPs-bearing wastewater, which would be significantly meaningful to the resolution of increasing water pollution in our country.

药品和个人护理品(PPCPs)作为一类新兴有机污染物，对生态系统和环境安全有着深远且不可恢复的影响，其去除与降解是现在和未来水污染控制的重点和难点。光催化技术被认为是控制废水中此类污染物最具发展前景的手段之一，该技术的关键在于光催化剂的选择及光催化效率的提高。本项目基于采用第一性原理（Frist Principles），从能带结构，晶型变化及电子传递规律等方面多角度构建石墨烯-碳化氮-钒酸铋这一新型三元复合材料，使其同时具备吸附-光催化降解PPCPs同步脱氮三重特性。选择泰利霉素作为目标污染物，解析吸附-光催化降解同步脱氮体系的电子分配规律，探讨吸附-光催化降解同步脱氮过程的协同作用机制，为深度处理PPCPs废水提供高效、低碳的新方法。本项目对于扩展石墨烯基半导体材料在环境保护领域的应用及解决我国水污染问题有着十分重要的意义。

药品和个人护理品(PPCPs)作为一类新兴有机污染物，对生态系统和环境安全有着深远且不可恢复的影响，其去除与降解是现在和未来水污染控制的重点和难点。光催化技术被认为是控制废水中此类污染物最具发展前景的手段之一，该技术的关键在于光催化剂的选择及光催化效率的提高。项目开发了可回收的三元复合光催化材料以及利用高盐废水中的氯离子强化污染物去除的蒽醌−石墨烯光催化材料，考察了复合材料光催化降解PPCPs及染料的效能及影响因素，评估复合材料的光催化性能及脱氮性能；研究了复合材料去除污染物的吸附动力学及光催化降解动力学，考察复合材料光催化去除PPCPs污染物的能力并探讨了污染物的降解途径，解析了复合材料吸附-光催化降解PPCPs的协同作用机制及光催化材料表面的电子转移路径，阐明了光催化过程中活性物种产生机制及污染物降解路径；构建了内循环流化床光催化反应器，优化了反应器去除PPCPs及染料等污染物的运行参数，为后续内循环流化床光催化反应器的应用提供理论依据和技术指导。