微界面调控树脂基纳米双金属协同催化降解卤代芳烃

本项目以纳米双金属材料和纳米组装技术为基础，通过设计纳米颗粒在宏观载体-树脂基上的负载方式，制备新型复合环境催化功能材料，从树脂基纳米双金属复合材料的界面微结构上阐明宏观载体负载纳米催化剂的原理；利用宏观载体的特异性识别富集卤代芳烃这类污染物，阐明树脂基纳米双金属材料高效选择性地去除卤代芳烃的催化降解机理，建立协同高效去除卤代芳烃污染物的新技术原理。 采用液相NaBH4还原法，制备出淀粉负载纳米铁镍双金属（淀粉/ZVI-Ni）和淀粉负载纳米铁镍铜三金属复合材料（淀粉/ZVI-Ni-Cu），并采用XRD、SEM、BET、XRF等仪器对其性能进行表征；进而对比其与纳米零价铁（ZVI）、淀粉负载零价铁（淀粉/ZVI）对三氯乙烯和氯仿的降解效果以及影响淀粉/ZVI-Ni-Cu降解氯代烃的因素。结果表明：通过双金属和三金属的掺杂，可有效提高复合材料对氯代烃的降解，其降解效能关系为：淀粉/ZVI-Ni-Cu>>淀粉/ZVI-Ni/>淀粉/ZVI>ZVI。其中淀粉/ZVI-Ni-Cu三金属复合材料在48h内可实现氯代烃的完全降解。由于淀粉载体的加入，使得复合材料不但克服了普通纳米材料易团聚的缺点，而且抗氧化性更强，降解效果也更稳定可靠。

本项目以纳米双金属材料和纳米组装技术为基础，通过设计纳米颗粒在宏观载体-树脂基上的负载方式，制备新型复合环境催化功能材料，从树脂基纳米双金属复合材料的界面微结构上阐明宏观载体负载纳米催化剂的原理；利用宏观载体的特异性识别富集卤代芳烃这类污染物，通过调控复合材料微环境界面，揭示宏观载体上纳米材料与有机污染物分子的界面相互作用机制，触发复合材料的纳米催化效应，阐明树脂基纳米双金属材料高效选择性地去除卤代芳烃的催化降解机理，建立协同高效去除卤代芳烃污染物的新技术原理。该研究为基于污染物结构设计，合成复合纳米材料用于卤代芳烃类持久有机污染物的治理，提供了重要的理论依据和技术支撑。

本项目使用我们发明的一系列非保护型金属纳米簇与无机半导体纳米粒子作为结构基元,构筑新型金属纳米簇基复合物催化剂. 此方法的优点在于可以同时控制复相催化剂中金属纳米簇及氧化物半导体纳米粒子的组成与粒径,借助基元之间的电子相互作用及结构组装效应，借助表面物种对催化中心的修饰效应调控催化剂的催化性能。卤代硝基苯选择性氢化制卤代芳胺是一类重要的精细化工催化过程，在农药，医药，染料及除草剂中间体合成中被广泛采用。本项目将致力于彻底解决此工业化途径中普遍存在的催化氢解脱卤素等难题，研制出适用于高效合成高纯度卤代芳胺的氢化催化剂。为彻底解决我国企业在卤代芳胺类产品生产中造成严重环境污染的问题奠定科学与技术基础。与此同时本项目将探索新型金属纳米簇基复合物催化剂在其他精细化工反应及手性催化等领域的应用。同时研制适用于磁分离技术的纳米复合物催化剂。