納米光催化技術在光有機合成、高分子聚合中的應用進展

2020-12-05 科學網
納米光催化技術在光有機合成、高分子聚合中的應用進展

 

近日,江蘇大學化學化工學院張建明教授與濟南大學前沿交叉科學研究院院長劉宏教授合作,在環境催化專業期刊《應用催化B:環境》(Applied Catalysis B: Environmental)上發表以「Photoresponsive Nanostructure Assisted Green Synthesis of Organics and Polymers」為題的綜述文章,系統地總結了近年來太陽能人工光催化有機合成領域的代表性成果。

基於納米催化材料的人工光有機合成技術是指利用太陽能或模擬太陽能為驅動能源,通過納米光催化技術將水、二氧化碳、有機小分子或有機單體轉化為燃料、複雜有機物以及大分子或高分子的過程,是化學、材料領域的革命性課題,有望成為徹底解決能源和環境問題的有效途徑之一。其中光催化大分子、高分子合成是近年來光催化研究領域的前沿課題,也是光催化技術拓展的一個難題和挑戰。

張建明教授與劉宏教授團隊梳理了近年來光催化有機合成領域的重要研究成果,主要覆蓋了光催化二氧化碳還原製備有機小分子、光催化高附加值有機分子合成以及光催化高分子合成等研究熱點,選取了具有代表性的重要成果加以深入探討;針對該研究領域的難點?催化反應的選擇性,文章也提煉了對反應選擇性有重要影響的代表性因素。此外,該文章首次系統地總結了光催化自由基聚合製備高分子材料研究的主要成果,並探討了未來可能面臨的機遇和挑戰,對有意涉及光催化有機聚合研究方向的同行極具借鑑意義。

該工作得到了科技部重點研發計劃、國家自然科學基金以及團隊所在高校的支持。(來源:科學網)

相關論文信息:https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2019.02.071

相關焦點

  • 《JACS》綜述:量子光引發劑——邁向新興的光固化技術!
    它們具備靈活的光譜可調性、化學穩定性和可觀的光催化效率,其功能特性取決於多個參數的複雜影響,包括成分、尺寸、結構、表面塗層和環境條件等。已有研究證明了量子約束的半導體納米晶體可作為自由基聚合的光引發劑(PI),並為其光催化作用機理提供了見解。然而,早期的一些工作效率低下,並需要高強度光照射,這限制了它們在現實生活中的應用。
  • 光催化合成氨的最新進展與未來
    目前溫和條件下的光催化合成氨的產量較低,難以滿足工業化應用的需要,所以開發高效的合成氨光催化劑和反應體系至關重要。同時,嚴謹地執行光催化合成氨實驗以及合理地評價催化劑合成氨性能對於本領域的良性發展起到至關重要的作用。
  • 有機催化聚合專題前言
    有機催化聚合專題前  言高分子科學自誕生至今已歷經整整一百年的歷史。目前,很多天然高分子和合成高分子材料與人們的日常生活息息相關。高分子合成化學作為其中的基礎和核心,對高分子學科的發展起到了重要作用。長期以來,有機金屬配合物在高分子合成化學領域佔據主導地位。
  • 福州大學吳稜 JMCA:光催化有機合成
    前 言2020年8月,Journal of Materials Chemistry A 雜誌在線發表了福州大學吳稜教授團隊在光催化有機合成領域的最新研究成果。該工作報導了對納米片組裝而成的Sb2WO6多級微球表面進行金屬Pt功能位的構築,實現了可見光碟機動下選擇性還原硝基苯合成苯胺。論文第一作者為:時應章,論文通訊作者為:吳稜教授。背 景苯胺作為重要的有機中間體在染料、醫藥、農藥等領域的有著重要應用。如何以一種溫和的方式選擇性的還原硝基苯合成苯胺一直受到相關研究人員的密切關注。
  • 納米級二氧化鈦光催化氧化技術的研究
    ,其中納米TiO2光催化應用技術工藝簡單、成本低廉,利用自然光即可催化分解細菌和汙染物,具有高催化活性、良好的化學穩定性和熱穩定性、無二次汙染、無刺激性、安全無毒等特點,且能長期有益於生態自然環境,是具有開發前景的綠色環保催化技術之一。
  • TiO2光催化劑載體選擇及提高其光催化活性的研究(活性炭應用技術)
    由此掀開了TiO2光催化過程的歷史篇章。近年來,隨著光化學及技術的發展和進步,利用TiO2多相光催化消除環境中的各種汙染物的研究已引起人們的廣泛關注。TiO2以其廉價無毒、導帶價帶電位合適、光腐蝕性小、無二次汙染等諸多優點,成為多相光催化領域的熱點,並被認為是當前最具有開發前景的綠色環保型光催化劑。
  • 浙江理工大學石墨烯量子點製備光催化材料研究獲進展
    ,是利用催化劑將太陽能轉化為化學能的一種技術,自上世紀70年代興起以來,經過多年發展,已被廣泛應用。作為光催化技術分支的年輕「一族」,近年來二維複合材料的製備研究成為熱門。  在浙江省自然科學基金資助、浙江理工大學化學系教授董曉平的主持下,一項名為「石墨烯量子點輔助剝離石墨相氮化碳製備二維複合材料及其光催化應用研究」的基礎研究獲得了一定進展。
  • 【圖書推薦】納米材料及其光催化物理化學
    ,由納米材料的控制合成,納米材料規定熱力學和表面熱力學性質的測定,納米材料光催化過程的原位熱力學、動力學、機理研究三部分組成。圍繞納米材料的結構-性質-機制層層深入。重點介紹了納米材料的精準製備及其原位生長過程的規律及機理;納米材料的整體熱力學性質和表面熱力學性質;半導體光催化的基本原理及應用;光催化物理化學及其原位表徵技術。旨在提供一種同步獲取光碟機動過程的熱力學、動力學以及關於物質變化的光譜信息的聯用技術,為研究光催化、光生物等的熱力學、動力學及機理提供多維信息。
  • 攀鋼納米TiO2光催化及應用技術達國際先進水平
    攀鋼納米TiO2光催化及應用技術達國際先進水平  近日,由攀鋼鋼研院與中科院等單位聯合開發的「納米TiO2光催化及應用技術」,順利通過四川省科技廳、四川省環保局成果鑑定,該納米TiO2光催化技術(簡稱:攀納克技術)達到國際先進水平。
  • ChemCatChem:共軛高分子作為光催化材料於可見光水分解產氫之最新發展
    臺灣清華大學化工系周鶴修和合作者針對通過共軛高分子作為光催化材料進行可見光水分解產氫,系統地總結了它們的合成和材料設計策略,光物理性質,提出的機理和應用
  • 納米光觸媒技術的應用
    納米光觸媒殺菌圖層技術是通過藥劑噴塗,可在轎廂、外呼面板、扶手形成一個納米塗層,在照明燈光作用下,能夠殺滅附著在上面的細菌及病毒,持續發揮作用,無毒無色無味,不需要持續不斷的人工操作,是一種綠色環保的殺滅病菌新技術。保障來往人員的衛生與安全,滿足疫情乘梯的要求。
  • 雷射高分子聚合物納米製造技術及應用進展
    [1]張琛,朱潔,章裕,王凱歌,趙偉,楊亞平,馮曉強,陳浩偉,白晉濤.雷射高分子聚合物納米製造技術及應用進展(特邀)[J/OL].光子學報http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1235.O4.20201028.1431.004.html.[1] SUGIOKA K, CHENG Y.
  • 金屬硫化物光催化──可見光誘導的選擇性有機轉化反應
    關於金屬硫化物在光催化領域的研究,歷史悠久,從多相光催化興起之後便出現了。近些年來,由於材料新合成方法的出現、新機理的研究、以及新策略將金屬硫化物與金屬氧化物、金屬納米粒子或者其他新興材料結合的改進,關於金屬硫化物光催化的研究重新煥發了生機。
  • 水滑石基納米光催化材料合成太陽燃料和高附加值化學品
    吉林大學化學學士(1994-1998),吉林大學有機化學博士(1998-2003)。之後,在德國(2003-2004)、加拿大(2004-2005)和美國(2005-2009)進行博士後研究。2009年底回國受聘於中國科學院理化技術研究所「百人計劃」研究員。主要從事能量轉換納米催化材料方面的研究,在Adv. Mater.、Angew.、 Chem.
  • 天津大學鄒吉軍|共軛聚合物基材料用於非均相光催化有機轉化反應
    共軛聚合物(CP)基材料由於其獨特的性質,如結構可設計性、可回收性、高化學穩定性和低成本,最近在多種光催化應用中顯示出巨大潛力,這些材料有望成為光氧化還原反應中傳統分子或無機光催化劑的非常有前景的替代品。在這篇綜述中,我們旨在總結基於CP的光催化劑在非均相光催化有機轉化(包括氧化、還原、偶聯和環加成反應)方面的最新進展。
  • 納米材料在有機汙染土壤修復中的應用與展望
    隨著科技的發展和科技人員對修復技術的不斷創新,納米材料(粒徑為1~100nm)修復技術作為一種高效、經濟的有機汙染土壤修復技術為人們提供了新的研究機遇。與傳統有機汙染土壤的修復技術相比,納米材料具有巨大的比表面積、超強的吸附螯合能力和優秀的催化活性,使得納米材料修復技術克服了傳統修復技術的部分缺點,在有機汙染土壤修復中表現出極高的修復效率。
  • 天津大學鄒吉軍|共軛聚合物基材料用於非均相光催化有機轉化反應
    共軛聚合物(CP)基材料由於其獨特的性質,如結構可設計性、可回收性、高化學穩定性和低成本,最近在多種光催化應用中顯示出巨大潛力,這些材料有望成為光氧化還原反應中傳統分子或無機光催化劑的非常有前景的替代品。在這篇綜述中,我們旨在總結基於CP的光催化劑在非均相光催化有機轉化(包括氧化、還原、偶聯和環加成反應)方面的最新進展。
  • 光催化技術對VOCs的降解及應用
    光催化技術對VOCs的降解及應用北極星VOCs在線訊:光催化劑是指在一定能量光子激發下價帶電子發生躍遷,產生光生電子和空穴,光生空穴與空氣中的水分子反應生成羥基自由基,而光生電子與空氣中的氧反應生成氧負離子。
  • Ian manners院士《Nature Reviews Mater.》重磅綜述:π-共軛聚合...
    自從1970年,高導電的聚乙炔被發現以來,π-共軛高分子材料在合成和應用方面取得令人矚目的進展。這些材料往往具有良好的光學和電子特性,在溶液環境中可進行靈活的剪裁處理,且成本較低。
  • 光催化與生物降解直接耦合技術處理廢水的機制、進展和環境應用
    光催化與生物降解直接耦合(Intimate coupling ofphotocatalysis and biodegradation,ICPB)技術是結合了光催化技術和生物處理的新型廢水處理技術,具有低成本、環境友好和可持續等優點,在廢水處理領域具有良好的應用前景。ICPB體系主要由光催化材料、多孔載體和生物膜組成。