报告题目：可见光催化自芬顿高速矿化及全氟污染物的光催化还原脱氟研究
报告人：朱永法（清华大学教授）
时间：2025年3月20日9:00-10:00
地点：继续教育6555444猪八戒心小码303报告厅
欢迎广大师生参加！
环境与化学工程6555444猪八戒心小码
2025年3月18日
主讲人介绍：朱永法，清华大学化学系教授、博导，杰青，国家电子能谱中心常务副主任。分别从南京大学、北京大学和清华大学获得学士、硕士和博士学位。1988.7月至今在清华大学工作，从事能源光催化、环境光催化及光催化健的研究。
承担了国家973项目、863项目、国家自然科学基金重点、国家自然科学基金仪器专项，国际重点合作项目，区域创新联合基金重点项目和面上项目等基础研究课题。获得教育部跨世纪优秀人才及国家自然科学基金委杰青年基金资助。获得国家自然科学奖二等奖1项, 教育部自然科学奖一等奖2项、二等奖1项，教育部科技进步奖二等奖和三等奖各1次。在Nature Energy, Nature Catalysis，Nature Communication（5），Agnew Chem（15），Chem.（3）, Advanced Materials（11），EES（3）EST（10）等刊物发表SCI论文585篇，高被引论文50余篇；论文总引55900余次，H因子为135。2014-至今，Elsevier高被引学者（化学），2018-至今，科睿唯安“全球高被引科学家”（化学）， 2021年度全球顶尖科学家排名第851位。Science for Energy and Environment（SEE）创刊主编，Green Carbon副主编；中国感光学会副理事长。
报告摘要：建立了有机半导体光催化高效产双氧水的新方法。利用聚合物光催化剂表面的酚基和醌基在光催化过程中的氧化还原循环，实现光催化高效原位产生双氧水。揭示了半导体光催化剂的氧化还原电位以及表面含氧基团对双氧水形成的调控规律。通过苯羧基卟啉超分子光催化剂过氧酸中间体，在自然太阳光下，产双氧水的效率SCC达到1.3%。通过多巴胺的中间体，实现了双电子氧还原和空穴氧化过氧酸双通道产双氧水，其SCC效率达到2.7%。同时，还可以通过聚合，构筑海绵结构，实现了连续流动产双氧水，其效率达到0.92%。
建立了光催化自芬顿方法，通过光催化剂表面原位产生的双氧水与溶液中的芬顿催化剂反应，不进可以高速降解污染物，同时其矿化度可以提升到90%，双氧水的利用效率提高了10倍。通过有机半导体光催化剂锚定芬顿催化剂以及构筑为三维网络结构，具有免分离、表面吸附富集、连续流动净化特性，实现污染物的连续净化、高速降解和深度矿化。其产H2O2活性比PDI粉体高2.1倍，四环素降解活性提高了8.2倍，矿化活性提高6.8倍。
通过有机共轭半导体光催化剂在光照下带负电荷效应，促进了微塑料颗粒在光催化剂表面的聚集和降解矿化反应。使得微塑料的光催化降解矿化率达到80%以上，为水中微塑料的清除提供了新思路。通过有机半导体光催化剂的结构调控，提升光催化剂对PFOA和PFOS的吸附富集能力，其饱和吸附量分别达到110 mg/g和130 mg/g。并通过电子注入到π*反键轨道，降低了C-F键的强度。调控光催化剂结构，提升了光生电子的还原能力。利用光生电子还原作用，断裂了C-F键，实现了在可见光下的全氟污染物的完全脱氟。光生电子是全氟污染物脱氟的主要活性物种。此外，还可以通过光催化的光生空穴的氧化反应，氧化断裂C-C键，实现全氟污染物的降解。
