光催化氧化
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
光催化氧化的實例教程
【引言】
近年來，光氧化還原催化領域在化學合成、聚合反應以及表面改性等數個方向都取得了引人注目的研究成果。這些反應都要求紫外或者可見光的刺激，然而這類光的輻射存在著難以克服問題。例如，可見光對大部分反應介質的穿透能力低下，阻礙了大尺度反應的進行。此外，反應物還會對光進行競爭性吸收，限制了反應的適用范圍。因此，尋找合適的光源進行更加高效的光催化反應就成為了目前亟待解決的問題。
【成果簡介】
哥倫比亞大學的T. Rovis、L. M. Campos以及哈佛大學的D. N. Congreve（共同通訊作者）等人合作發表文章，報道利用對反應介質具有更高穿透深度的近紅外光成功實現多種光氧化還原轉換。在這類轉換中，基于上轉換光物理過程，研究人員成對操控敏化劑和受體分子，使得在近紅外光輻射下兩個低能量光子能夠轉變成一個高能量光子，從而使得輸出光具有更高的能量和更短的波長。研究人員還進一步發現，受體分子本身可以作為光催化劑，能夠更加簡化反應過程。這些研究成果表明利用低能量的近紅光可以實現并簡化多種高能轉變的催化過程。2019年01月16日，相關成果以題為“Photoredox catalysis using infrared light via triplet fusion upconversion”的文章在線發表在Nature上。
展開 3 結 論
(1)普通玻璃負載的納米TiO2：對模擬的工業印染廢水．甲基紅溶液有明顯的光催化降解效果，單位面積負載量在1 mg/cm2以下時，負載量的增加有利于甲基紅溶液光催化脫色率的提高，并解決了納米粉體加入溶液回收難的問題。
(2)通過研究不同光源和光照時間的脫色效率，首次提出了由光源決定的光催化活性激發理論，結合非均相催化反應描述了納米TiO2：光催化氧化甲基紅的過程，解釋了不同光源輻照時脫色率變化曲線不同的問題，發現在納米TiO2：光催化活性被較大程度激發時，脫色反應由吸附過程控制，而納米光催化劑的活性被激發程度如何衡量，還需要進一步研究。
(3)適量加入催化氧化助劑CIO2：或H202：，能夠大大提高納米TiO2：光催化氧化效率，縮短印染廢水處理時間，使得納米TiO：負載與粉體的處理效率相近，為進一步工業化應用奠定了基礎。
展開 近日，國際頂級化學刊物ACS Catalysis(IF=11.38)以封面形式在線發表了中南大學化學化工學院喻桂朋-潘春躍課題組關于高性能光催化劑研究的最新成果：“Visible Light-Driven C-3 Functionalization of Indoles over Conjugated Microporous Polymers”（ACS Catal., 2018, 8, 8084）。其中，中南大學化學化工學院為本文的第一單位，2016級博士生張偉杰為第一作者，喻桂朋副教授和潘春躍教授為共同通訊作者。
文章鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscatal.8b01478
3-取代吲哚是染料、農藥和藥物的重要中間體，其中C-3功能化主要途徑如醛基化和硫氰化面臨系列瓶頸問題：1、需要貴重金屬如銅和鐒作為催化劑；2、苛刻的反應條件（如強氧化劑或高溫120度）。而光催化氧化是在外界可見光的作用下發生催化作用，兼具可再生、經濟和環保等優點。因此，開發無金屬、可回收、高效的光催化劑體系來實現C-3功能化，具有重要的學術意義和工業應用價值。
鑒于此，該團隊基于低成本的咔唑單體一步法構筑了三種高比表面積的共軛微孔聚合物功能材料，并成功實現了在可見光驅動下、極溫和條件下（常溫）的吲哚環C-3功能化。這是迄今為止首例利用可見光驅動的、無金屬異相催化吲哚C-3功能化反應的報道。電子給體和受體砌塊的選擇實現了聚合物能級的有效調控，大的比表面積以及獨特的孔結構保證了底物及產物的高效傳質。寬的吸收和優異的穩定性保證了其在催化反應過程較高的光催化活性以及循環穩定性，其催化效果完全與貴金屬催化劑相當。
展開 【引言】
太陽能是可再生、可持續的清潔能源，為了解決全球能源與環境問題，利用太陽能進行光催化反應將反應底物轉化為能源產品已經引起了科研界的廣泛關注。而尋找一系列廉價、穩定和高效的光催化劑成為該研究的關鍵。碳氮聚合結構光催化劑由于制備方法簡單以及擁有合適的帶隙，因此近年來被大量研究（尤其是氮化碳光催化劑）。在太陽光譜中，可見光和近紅外光分別占全光譜的45%和50%。為了更充分地利用太陽光，擴大催化劑的吸光范圍成為當前研究熱點之一，目前主要的方法包括表面等離激元修飾以及摻雜改性半導體等。一般來說，氮化碳聚合物光催化劑只能吸收到可見光區（460 nm左右），遠遠無法滿足對太陽光充分利用的要求。當前，僅有幾篇文章報道了可以將氮化碳聚合物催化劑的吸光范圍擴大到接近紅外區。
【成果簡介】
近日，福州大學能源與環境光催化國家重點實驗室在Angewandte Chemie International Edition上發表最新研究成果“Photochemical Construction of Carbonitride Superstructures for Red-Light Redox Catalysis”。本文通過一種光化學聚合方法制備了具有準二維結構的新型碳氮聚合物催化劑。通過固體核磁和X射線近邊吸收譜證實該催化劑是一種三嗪基聚合物。這種新型碳氮催化劑吸光范圍可以達到735 nm的紅光區，是目前為止所報道的碳氮基催化劑中吸光范圍最寬的。在紅光區，該催化劑可以有效發揮氧化還原催化作用，比如醇的氧化和二氧化碳的還原催化反應。另外，本文也敬賀福州大學化學學院校友吳新濤院士八十大壽。
【圖文導讀】
圖一 光化學方法合成催化劑圖示
UV light光源：125 W高壓汞燈（波長大于280 nm）
圖二 氮化碳基催化劑結構表征
a.
展開 我們可以選擇光催化氧化的處理工藝。雖然光催化氧化如今還存在許多的弊端，但是我們也不能全盤否定光催化氧化的處理能力。只要根據每一個工況實際選擇好對應的工藝，達到經濟實用的目的不是不可行的。
生產鑄造煙氣主要來源于以下的工藝環節：
生產鑄造煙氣高爐原料、燃料及輔助原料的運輸、篩分、轉運過程中將產生粉塵；在高爐出鐵時將產生一些有害廢氣，該生產鑄造煙氣主要包括粉塵、一氧化碳、二氧化硫和硫化氫等污染物；高爐煤氣的放散以及鑄鐵機鐵水澆注時產生含塵廢氣和石墨碳的廢氣。隨著人們環保意識的加強，環保標準越來越嚴格。為了降低投資及成本，提高脫硫效率，近年來各國投入了大量人力、物力，研發經濟、高效的實用脫硫新工藝，比較有代表性的新型脫硫技術主要有以下兩種：
(1)生產鑄造煙氣脫硫法：核心是射流沸騰反應器，生產鑄造煙氣以沸騰狀通過漿液，發生反應，省略了再循環泵、霧化噴嘴、氧化槽和濃縮裝置，其投資比石灰石-石膏系統低50％~75％。
(2)脈沖電暈等離子體法：這種方法是靠脈沖高壓電源在普通反應器中形成等離子體，產生高能電子。它可以省去昂貴的電子束加速器，同時具有工藝設備簡單、操作簡便等優點。
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光催化氧化的最新內容
CINNO Research
后來，MacMillan和Hyster報道了一種新型的有機催化、光氧化還原催化和酶催化策略，可將β-取代的環酮通過動態動力學拆分為具有兩個非相鄰碳手性中心的手性環醇（Fig. 2b，down）。然而，生成兩個非相鄰碳手性中心的不對稱催化方法仍然十分罕見。
UV光氧凈化器根據光氧催化空氣氧化，可立即將氣體中的工業廢氣，徹底空氣氧化成無毒性沒害的化學物質，沒留一切二次污染，運用人工服務紫外線燈管造成的真空泵波紫外線，作為電力能源來活性光催化劑，驅動器空氣氧化—還原反應，并且光催化劑在反映全過程中并不是耗費。UV光氧凈化器運用有機廢氣臭味表層中的水分和co2作為還原劑，合理地溶解有害工業廢氣體變成催化氧化高效率清潔、節約資源的特性。
UV光氧凈化器根據光氧催化空氣氧化，可立即將氣體中的工業廢氣，徹底空氣氧化成無毒性沒害的化學物質，沒留一切二次污染，運用人工服務紫外線燈管造成的真空泵波紫外線，作為電力能源來活性光催化劑，驅動器空氣氧化—還原反應，并且光催化劑在反映全過程中并不是耗費。UV光氧凈化器運用有機廢氣臭味表層中的水分和co2作為還原劑，合理地溶解有害工業廢氣體變成催化氧化高效率清潔、節約資源的特性。
近日，
中科院生態環境研究中心賀泓院士、濰坊學院姜在勇教授、浙江大學孫威研究員、多倫多大學Geoffery A. Ozin院士合作在Cell Press細胞出版社期刊Chem Catalysis發表了題為“A living photocatalyst derived from CaCu3Ti4O12
UV光氧凈化器根據光氧催化空氣氧化，可立即將氣體中的工業廢氣，徹底空氣氧化成無毒性沒害的化學物質，沒留一切二次污染，運用人工服務紫外線燈管造成的真空泵波紫外線，作為電力能源來活性光催化劑，驅動器空氣氧化—還原反應，并且光催化劑在反映全過程中并不是耗費。UV光氧凈化器運用有機廢氣臭味表層中的水分和co2作為還原劑，合理地溶解有害工業廢氣體變成催化氧化高效率清潔、節約資源的特性。
背景介紹
環己烷分子氧氧化制備環己醇、環己酮以及己二酸是尼龍生產工藝的重要環節。工業上，普遍采用鈷鹽催化環己烷氧化工藝，為確保較高的目標產物選擇性，環己烷轉化率控制在5%以下，增大了物耗、能耗，且均相催化導致催化劑難分離。
作者：葉祥志，鄧云水，劉 源，周詠柳，賀建雄， 熊春榮 *
題目：玻璃球負載非晶態有機鈦聚合物提高光催化還原CO2的轉換頻率
鏈接：
http://yyhx.ciac.jl.cn/CN/10.19894/j.issn.1000-0518.210550
DOI：10. 19894/j. issn. 1000
導讀
近日，CNRS/圖盧茲第三大學（CNRS/Université Toulouse III-Paul Sabatier）Sami Lakhdar課題組與亞琛工業大學（RWTH Aachen University）Daniele Leonori課題組發展了基于鹵原子轉移和基團轉移化學，在溫和條件下實現了烷基和芳基鹵化物以及醇和硫醇衍生物的活化
在填料的表面上，與眾明涂裝廢氣除味劑發生化學反應，光催化氧化反應生成無毒無害物質。廢氣處理塔體的*上部是除霧段，氣體中所夾的大量有機廢氣的漆霧在這里被清除下來，經過光催化處理后的潔凈空氣從廢氣凈化塔上端排氣管排入大氣。
噴涂車間廢氣處理技術要點有哪些呢，噴漆車間油漆噴涂過程中主要產生的是漆霧以及有機廢氣污染。
