西京学院在挥发性有机物控制领域取得系列创新成果

 　　近日，西京学院冯祥波副教授团队在挥发性有机物控制领域取得重要新进展，其论文相继发表在环境领域顶级期刊《危害性材料》(Journal of Hazardous Materials，中科院1区，IF=7.65)，及环境催化领域最具影响力期刊《应用催化B：环境》(Applied Catalysis B: Environmental，中科院1区，IF=14.229)上，西京学院为第一完成单位，冯祥波副教授为第一作者，西安交通大学、中国科学院大学和美国哥伦比亚大学等合作完成。　　随着我国经济的迅速发展，石油化工、钢铁冶金、化学工业和机械制造业等传统高能耗、高污染行业规模急剧壮大，导致我国由于挥发性有机物(VOCs)排放所致的区域大气复合污染问题日趋严峻，单纯消减SO2、NOx等传统单一型污染物已无法满足目前对大气污染防控的要求。催化氧化技术具有效率高、节能环保、价格低廉、产物易控制等优点，已成为VOCs排放控制的最主要技术之一，目前已显示出广阔的应用前景和良好的经济社会效益，而设计高性能、价格低廉的催化材料是VOCs催化氧化技术的关键核心。围绕上述瓶颈问题，国内外学者开展了大量的研究，尽管在性能方面取得了重要突破，不过受制于成本和稳定可靠性等因素，传统催化材料往往难以实现规模化工业应用。　　针对传统化工行业甲苯净化技术中存在的缺陷和不足，近日，该院土木工程学院尾矿资源化核心科研团队冯祥波副教授联合西安交通大学何炽教授课题组提出一种低温等离子体与有机金属框架衍生催化材料((MnCoNiOx)协同作用的甲苯高效降解技术，该技术结合了有机金属框架衍生催化材料((MnCoNiOx)的大比表面积、复杂多孔结构和优异还原性等优势，与单一低温等离子体技术相比，甲苯降解效率提高了32.8%，此外，由于有机金属框架产生的大量开孔模板结构导致催化材料的活化氧迁移性能显著提升，臭氧也能被很好的控制，不会引发二次污染，上述研究成果为工业甲苯的高效净化提供了新技术，也为低温等离子催化氧化体耦合降解甲苯技术的工业化应用奠定了理论基础。　　该研究工作以《低温等离子体与金属有机框架衍生Mn-Co-Ni-O多孔复合氧化物耦合技术用于甲苯的高效去除》(Non-thermal plasma coupled with MOF-74 derived Mn-Co-Ni-O porouscomposite oxide for toluene efficient degradation)为题，在线发表在环境领域顶级期刊《危害性材料》(Journal of Hazardous Materials，中科院1区，IF=7.65)上。　　此外，针对机械制造、钢铁冶金等复杂工业过程产生的含氯VOCs等易导致催化剂中毒VOCs气体的高效净化，冯祥波副教授联合西安交通大学何炽教授课题组开发一种可抗氯中毒并能抑制二次污染副产物生成的含氯VOCs高效降解催化材料(CoCrOx)，结果表明，这种类似卵壳状的CoCrOx介孔催化材料具有很好的传质和分子富集性能，Co元素和Cr元素的强相互作用促使大量具有活性的Cr6+和活化氧的产生，可大大提高CoCrOx对二氯甲烷的催化氧化活性，其次，研究发现酸性位点可有效抑制CoCrOx表面二次污染副产物的生成，该材料为含氯VOCs的理想催化降解材料。上述研究成果将为复杂工业过程产生的含氯VOCs的高效去除所需的催化材料的开发提供新思路，也为下一步的工业化应用提供技术支持。　　该研究工作以《一种具有优异活性且抗氯中毒的类似于卵壳状的介孔CoCrOx催化材料用于二氯甲烷的去除》(Yolk-shell-like mesoporous CoCrOx with superior activity and chlorineresistance in dichloromethane destruction)为题，在线发表在环境催化领域最具影响力期刊《应用催化B：环境》(Applied Catalysis B: Environmental，中科院1区，IF=14.229)上。　　据悉，这是冯祥波副教授继2019年在功能材料领域旗舰期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials,中科院1区，IF=15.621)上成功发表有关挥发性有机物控制研究成果后的最新研究成果，上述研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、陕西省教育厅基础研究计划、西京学院特区人才启动基金和西安交通大学分析测试共享中心的支持。