TiO2/H2O/空气O2光催化氧化降解有机污染物的速率限制步骤
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:21777167
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:65.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:B0604.水污染与控制化学
- 结题年份:2021
- 批准年份:2017
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2018-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:万震; 杨纯; 彭伟; 黄笛; 赵鑫;
- 关键词:
项目摘要
The primary oxidative species in photocatalytic degradation of organic pollutants in aqueous environment is photo-induced hole and hydroxyl radical generated from surface-adsorbed H2O in metal oxide semiconductors such as TiO2, ZnO and WO3 in H2O/air or O2 medium. It was often considered the main pathways for these species attacking pollutants was through diffusion-controlled mechanism and was difficult to differentiate the related radical reaction pathways by kinetic isotope effects (KIE). This research is based on the pre-study of using polar, non-polar and hydrophobic organic aromatic pollutants hydroxylation as the model oxidation reaction, synthesizing partial deuterated substrates in aromatic ring, studying the relation between substrate polarity and 1,2-NIH shift (1, 2- neighboring group induced hydrogen shift effect);studying the relation between the inverse H/D kinetic isotope effect (inverse H/D KIE) in C-H/D bond in hydroxylation and substrate polarity and metal oxide semiconductor surface polarity, and the influence of solvent, dissolved dioxygen and conductive-band electron sacrificial reagents to the rate-determination step of oxidation. And low-temperature ESR (4K) and ATR-FTIR technique would follow the decay kinetics of OH radical adduct. The conclusion of this research would change the past understandings of diffusion-controlled mechanism for photocatalytic oxidation, and provide mechanistic evidences for modifying and controlling metal oxide photocatalyst to degrade organic pollutants especially non-polar and hydrophobic substrates in aqueous solution.
金属氧化物如TiO2、ZnO和WO3等在H2O/空气O2介质中,光生空穴及其与表面吸附H2O产生的OH自由基,是光催化降解水中有机物污染物的初始氧化物种。过去总认为这些物种的进攻是扩散控制步骤,难以用动力学同位素效应(H/D KIE)等手段区分。本项目分别以极性不同的各种有机芳香污染物羟基化反应为模型氧化反应,合成环上部分氢被氘取代的底物,研究环上C-H/D键在羟基化中出现逆动力学同位素效应(inverse H/D KIE)与底物极性的关系;研究1,2-NIH shift (1,2-氢迁移效应)的对应关系;以及溶液条件对氧化侧是否是限速步的影响;用低温(4K)ESR和ATR-FTIR跟踪OH自由基加合物的衰减动力学。本项目研究结论将改变过去对光催化氧化一侧不分底物对象笼统概括成扩散控制的片面认识,对修饰、控制氧化物光催化剂降解水中有机污染物,特别是非极性和憎水性强的有机物提供机理上的依据。
结项摘要
本项目研究了芳香类污染物的吸附特性对其光催化羟基化反应决速步的影响,揭示了羟基化过程出现的逆动力学同位素效应与底物极性的关系;研究了无质子存在下TiO2光生电子捕获的微观过程,发现了一个与质子型牺牲剂体系完全不同的表观现象,阐明了光催化光生电子捕获机理;发现了光催化反应过程中存在的Ti-H关键中间物种,揭示其影响反应速率的机理与调控机制;设计了光催化高效断裂C-X、C-S键及活化C-C键等多种新功能体系。研究结果为揭示光催化反应机理及设计新型光催化材料与体系提供了理论支撑。在Sci. China Chem.、Appl. Catal. B: Environ.、J. Phys. Chem. Lett.、Commun. Chem.等国际SCI期刊上发表相关论文6篇,培养博士研究生3名。.
项目成果
期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
All at once arrangement of both oxygen atoms of dioxygen into aliphatic C(sp(3))-C(sp(3)) bonds for hydroxyketone difunctionalization
双氧的两个氧原子同时排列成脂肪族 C(sp(3))-C(sp(3)) 键以进行羟基酮双官能化
- DOI:10.1007/s11426-020-9949-7
- 发表时间:2021
- 期刊:Science China Chemistry
- 影响因子:--
- 作者:Qiao Xiaofeng;Lin Yuhan;Li Jiazhen;Ma Wanhong;Zhao Jincai
- 通讯作者:Zhao Jincai
Fundamental Flaw in the Current Construction of the TiO2 Electron Transport Layer of Perovskite Solar Cells and Its Elimination
钙钛矿太阳能电池TiO2电子传输层现有结构的根本缺陷及其消除
- DOI:10.1021/acsami.1c09742
- 发表时间:2021
- 期刊:ACS Applied Materials & Interfaces
- 影响因子:9.5
- 作者:Yan Yan;Liu Cheng;Yang Yi;Hu Guoxiang;Tiwari V;ana;Jiang De-en;Peng Wei;Jha Ajay;Duan Hong-Guang;Tellkamp Friedjof;Ding Yong;Shi Weidong;Yuan Shouqi;Miller Dwayne;Ma Wanhong;Zhao Jincai
- 通讯作者:Zhao Jincai
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
新型污染物多溴联苯醚和氰尿酸的光化学降解
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:化学进展
- 影响因子:--
- 作者:马万红;孙春燕;陈春城;赵进才;赵丹
- 通讯作者:赵丹
TiO2光催化降解氯酚类有机污染物的反应机理
- DOI:--
- 发表时间:2011
- 期刊:中国科学:化学
- 影响因子:--
- 作者:王兆慧;马万红;陈春城;籍宏伟;赵进才
- 通讯作者:赵进才
铁配合物的环境光化学及其参与的环境化学过程
- DOI:--
- 发表时间:2012
- 期刊:Progress in Chemistry
- 影响因子:1.3
- 作者:王兆慧;宋文静;马万红;赵进才
- 通讯作者:赵进才
不同溴源制备铁掺杂BiOBr及其可见光光催化活性研究
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:分子催化
- 影响因子:--
- 作者:李新玉;方艳芬;熊世威;贾漫珂;马万红;黄应平
- 通讯作者:黄应平
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}

内容获取失败,请点击重试

查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图

请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
马万红的其他基金
含σ-Fe-C键单元的MOFs光催化突破水中污染物降解效率瓶颈的研究
- 批准号:22176192
- 批准年份:2021
- 资助金额:60.00 万元
- 项目类别:面上项目
含σ-Fe-C键单元的MOFs光催化突破水中污染物降解效率瓶颈的研究
- 批准号:
- 批准年份:2021
- 资助金额:60 万元
- 项目类别:面上项目
水相中TiO2光催化活化C-H键选择性脱饱和反应
- 批准号:21273245
- 批准年份:2012
- 资助金额:80.0 万元
- 项目类别:面上项目
利用同位素示踪法对有毒有机污染物降解机理的研究
- 批准号:21077110
- 批准年份:2010
- 资助金额:40.0 万元
- 项目类别:面上项目
氢/电子供体增强多溴联苯醚光催化还原脱溴的机理研究
- 批准号:20877076
- 批准年份:2008
- 资助金额:36.0 万元
- 项目类别:面上项目
铁物种光化学循环及其与有机污染物转化耦合反应机理的研究
- 批准号:20677062
- 批准年份:2006
- 资助金额:32.0 万元
- 项目类别:面上项目
可见光诱导金属离子配合物活化分子氧
- 批准号:20371048
- 批准年份:2003
- 资助金额:22.0 万元
- 项目类别:面上项目
过氧化氢光催化降解有毒难降解有机污染物研究
- 批准号:20277038
- 批准年份:2002
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}