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【安徽教育网】淮北师大前行中的光催化研究团队

文章来源:党委宣传部 发布时间:2016年09月05日 点击数: 字体:

【安徽教育网】淮北师大前行中的光催化研究团队。链接地址:

http://www.ahedu.gov.cn/28/view/312292.shtml。兹全文摘录如下:

记www.28866.com,888真人平台前行中的光催化研究团队

作者:www.28866.com,888真人平台 发布日期:2016-09-01

光催化是一种利用太阳光激发催化剂后产生的活性物种来实现反应底物的化合或转化的新型、绿色的催化技术,在可持续清洁能源的生产、环境污染物的降解、有机物的绿色合成、温室气体消除、功能性自清洁和抗菌材料等领域具有重要应用前景。1972年Fujishima等首次发现TiO2单晶电极可光电分解水产氢,正式拉开了光催化研究的序幕。随着能源和环境问题的日益严峻和绿色可持续发展理念的兴起,光催化研究已成为当前炙手可热和极富挑战的研究课题。

在这场追逐光的研究旅程中,www.28866.com,888真人平台就有一支年轻的研究团队,以半导体光催化为主要研究对象,孜孜不倦地探索着新型光催化材料的开发、应用及其反应机理,取得了一系列丰硕成果。究竟是什么让这样一支组建不到六年的年轻团队迸发出如此强大的创造力?带着这一疑问我们走进了光催化团队的研究实验室,在看到为科研而忙碌的身影和接受采访过程中热情洋溢的笑脸时,答案已在不经意间浮现……

博观约取,厚积薄发:于逆境处捡拾一地馨香

“我们的研究从最开始的有机废水的光催化降解逐渐拓展到挥发性有机物的光催化降解、光催化分解水产氢、光催化重整生物质衍生物制氢和有机物的光催化选择性氧化和还原”。团队负责人陈士夫教授在谈起团队的研究方向时便打开了话匣子。光催化研究团队成立于2010年,经过6年的发展,现已有陈士夫、曹静、付先亮、孟苏刚、刘建军、张金峰、叶祥桔等7名教师和10多名博士与硕士研究生,初具规模。“上世纪90年代初期我们已开始涉入到光催化研究”,陈士夫教授说,“最开始我们的工作主要集中在各类有机氯化合物、有机磷农药、水面上漂浮的油层等的光催化降解上,开发了一系列基于玻璃纤维和空心玻璃球的负载型光催化剂,此外通过球磨法开发合成了一系列n-n型半导体光催化剂和TiO2基p-n结型复合光催化剂,如:ZnO/TiO2、SnO2/TiO2、WO3/TiO2及CuBi2O4/TiO2、NiO/TiO2、Cu2O/TiO2等。由于校内缺少研究同行以及实验条件简陋,初期并没有形成起有效的研究团队,发展缓慢。尽管如此,我们仍一直紧密关注国内外的相关研究动态,把握研究趋势。2010年随着上述老师的不断加入,研究团队初具规模,但同时又面临着实验用房紧张,关键设备缺乏,经费不足等问题。依据团队成员的研究背景和经验,结合光催化的研究趋势,我们将研究方向规划为:环境光催化、能源光催化和有机物的选择性光催化转化三大方面。这一设定,一方面保证充分发挥团队成员的研究兴趣和热情;另一方面,能够紧贴国内外的研究潮流,从而在短短6年取得丰硕成果。”2013年陈士夫教授调离学校赴安徽科技学院任院长,但团队的研究工作并没有因此停滞不前。“这与我们提前布局和团队成员的辛勤工作密不可分”作为团队负责人的陈士夫教授总是谦逊地把这些功劳归结于团队。在陈士夫老师带领指导下,曹静老师于2010开始从事银系和铋系光催化材料的调控制备、改性及其在环境污染物消除工作。刘建军和张金峰老师负责光催化材料的制备开发和理论计算。2011年博士后出站的付先亮老师加入研究团队,负责从事挥发性有机物的光催化降解和光催化分解水、重整生物质制氢等研究。2013年博士毕业的孟苏刚老师进入团队,与陈士夫教授一起开始负责有机物的选择性光催化转化研究。

陈士夫教授对团队近些年的主要成果进行了进一步介绍:“在可见光环境光催化剂开发上,我们利用无机固体弱酸的热不稳定性,通过简单的焙烧法首次制备了一种新型H2WO4/WO3异质结光催化材料。该复合材料可以有效利用太阳光中的可见光部分,高效去除污染物罗丹明B,不仅为环境净化提供了一种高效的光催化材料,同时提供了一种构建复合光催化材料的新策略。以银耳状非化学计量比的Bi12O17Cl2为载体,表面负载贵金属Pt量子点后大幅度提高了Bi12O17Cl2对甲基橙和苯酚的光催化降解效率。相关结果发表于国际著名期刊Applied Catalysis B: Environmental。在挥发性有机物的光催化降解研究中,瞄准难降解和高致癌性的苯系物为模拟污染物,我们提出以目标反应的关键活性物种和制约步骤为导向,结合已有光/热催化构效经验规律,从光活性和反应活性中心角度来针对性地构建光催化剂的新研究思路。先后开发出系列锡基氢氧化物型光催化剂,实现了高浓度苯废气的高效稳定降解。相关结果先后发表在美国化学会的ACS Catalysis,Applied Catalysis B: Environmental,Chemical Engineering. Journal等杂志上,并获批发明专利一项。在光催化分解水和重整生物质衍生物产氢反应上,我们首次开发出一种简单有效的一步制备法合成Pt修饰CdS纳米棒,在大大降低Pt负载量的同时还保证了CdS高效分解水产氢。在重整甘油产氢的反应中,我们以Pt/TiO2为催化剂,详细考察了制备方法对催化剂结构组成以及这些因素对产氢反应的影响,系统而又深入地解决了影响产氢反应的关键因素。相关的这些结果先后发表在英国皇家化学会的Journal of Materials Chemistry A杂志。在有机物的选择性光催化转化研究上,我们调控设计了全固态直接Z-机制A/B型光催化剂(C3N4/WO3、C3N4/Bi2O3、NaNbO3/WO3等),并对其光生电荷转移机制进行了深入的研究,此项研究不仅为复合光催化剂的机理提供了崭新的认识,而且对指导高效光催化剂的设计有着重大的科学与实际意义。另一方面,首次发现芳香醇与硝基苯类化合物在可见光催化剂下同时实现光生空穴氧化醇到醛和光生电子还原硝基到氨基的协同耦合体系,此方面的研究不仅为人工光合作用的氧化-还原有机合成提供了思路,而且为光催化剂光生电子空穴的有效分离与利用提供了新的路径。相关结果先后发表在Applied Catalysis B: Environmental,Green Chemistry等杂志”。

“万千细壤,成泰山之高;涓涓细流,就河海之深。只有凝聚一心,团结协作,质朴奉献,才能创造一个又一个辉煌”陈士夫教授说道,“只有有良好的团队合作精神才能发挥良好的协作作用。在总体方向上我们统筹协调,也注重用自己的实际行动为团队注入精神和信念,参与一线研究。团队成员既各司其职侧重不同的研究课题,也频繁交流学术互补。形式上我们虽然并没有集中的实验场地和专用的实验设备,但一直存在着一条无形的纽带将大家联系在一块,这可能也就是所谓的和而不同。一直以来我们的科研条件比不上很多其他高校,甚至校内的其他研究团队,但我们一直脚踏实地,攻坚克难。没有设备就去其他老师那里借用或前往外地测试,科研用房紧张就通过改建过道来缓解,缺少经费购置设备就自行设计加工组建。我们做人可以低调,但做事不能低调”。正是这股于逆境处捡拾一地馨香的追求精神使得团队的研究走上了快车道。近年来,该研究团队发表SCI论文100余篇,在高影响力(影响因子大于8)杂志如Applied Catalysis B: Environmental,Journal of Materials Chemistry A,ACS Catalysis,Green Chemistry等发表论文14篇,SCI一区杂志20余篇,二区杂志近40篇。这些工作一经发表,即受到了国内外同行的广泛关注和引用,被他引2000余次,其中引用率超过100的论文11篇,4篇SCI论文被评为Top cited papers for 2011 and 2012,一篇论文入选Journal of Materials Chemistry A 2015年的Hot Papers,10余篇论文先后获得安徽省自然科学优秀学术论文奖。近年来,研究团队先后获得国家自然科学基金项目资助9项,其中面上项目资助6项,青年项目资助3项,获得安徽省自然科学基金资助3项,其他各类开放基金5项,人才支持计划项目2项,一人入选高校优秀青年人才支持计划,3人获得校科研工作先进个人。同时光催化研究团队也与国内的清华大学、浙江大学、中国科技大学、山东大学、福州大学、华中理工大学、中科院化学所、金属所等单位的同行建立了良好合作关系。

除科研工作外,团队人员在教学上也取得了突出成果,1人获选安徽省教坛新秀,1人在学院青年教师课堂教学竞赛中获一等奖。团队整体成员的教学工作量饱满,效果显著,受到学生的一致好评。

不忘初心,方得始终:治学育人,齐头并进

除了在科研工作上取得丰硕成果外,在人才培养上光催化研究团队也取得了丰硕成果。“治学为基,育人为本”陈士夫教授说道,“科研治学是我们团队的基本工作,而我们的初衷是通过这些科研活动为学校、国家培养各类人才,达到传承研究的目的。师者,所以传道授业解惑也。如果团队老师自身水平有限,何以支撑人才培养?因此,在育人上我们首先极其注重对团队年轻老师的培养,通过邀请校外专家,进行学术讲座来开阔年轻老师的研究视野,同时也积极支持年轻老师参加校内外的各类学术活动,支持他们申请各类科研课题和进修。目前团队成员几乎都有主持国家或省级科研项目。这些举措极大地提高了团队的科研业务水平,也在科研经费层面上为开展工作打下基础。在我们近年来科研产出上即可明显看出这一变化趋势,SCI一、二区文章的比例逐年提高。其次,我们也极其注重学生的培养。除了传授学生基本专业技能外,我们更注重对学生进行学术思维的锻炼和启迪。每一个招进来的学生我们并不是把他们当做简单的劳动力来使用,我们要让学生知道要做什么,我们更注重的是要让他们知道怎么样去做和为什么去做。每个学生一进入研究团队,就被要求参加每周的例行组会,通过文献讲解和对自己工作的汇报来督促学生学习研究,同时也培养学生的学术交流能力。另一方面,团队老师也会对他们的工作进行点评解惑,启迪他们的研究方法和思维,着力提高他们解决问题的能力。通过学生之间的传帮互带,培养他们的团队合作精神和为人处世的基本之道。近几年来,通过这些举措我们实现了治学育人,齐头并进的良好局面”。

近5年来,光催化研究团队已联合培养博士研究生2名,培养硕士研究生20余名,其中10余名学生分别到浙江大学、山东大学、中国科学院理化技术研究所、南京理工大学、厦门大学、南京大学、中国科学院兰州化学物理研究所等高校和科研院所继续攻读博士学位。2名学生获得安徽省优秀毕业生称号,2名学生获得研究生国家奖学金。(付先亮 特约通讯员:郎艳飞)