高等学校科学研究优秀成果奖-南京师范大学

1、高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）项目公示内容申报类型【 】自然科学奖【】自然奖直报类项目名称活性自由基高效产生方法及去除水中有害有机污染物机理的研究推荐单位南京大学项目简介本项目属于环境科学与技术领域的基础研究 针对我国日趋严峻水环境复合污染问题与水污染控制社会需求， 本项目系统研究了水中典 型有害有机污染物的高级氧化（ AOP ）去除技术，采用了纳米材料可见光光催化、纳米材料 类 -Fenton 反应、微波诱导无极灯 /催化等方法高效降解水中有害有机物，探索了水环境中 PBDEs、内分泌干扰物、染料等的降解机理；并优化各反应条件，以实现高效、环境友好型 去除有害有机污染物方法。本项目成

2、果为水环境中有害有机物去除研究提供了新思路、新方 法，为受污染水环境的修复技术的发展应用提供理论基础和科学依据。主要取得如下科学发 现：1. 水中染料类污染物降解的高效可见光催化去除及机理基于可见光光催化材料 NaBiO 3、Ag 3VO 4/g-C 3N 4、Ag/AgVO 3/C3N4 建立了染料类污染物的 可见光光催化的高效处理技术，揭示了染料的去除机理，为环境中有机污染物的去除提供了 新的途径。基于材料结构信息和理论计算，明确了Ag3VO 4/g-C 3N 4和 Ag/AgVO 3/C3N 4的可见光催 化活性增强机理：Ag3VO4 和 g-C3N4 特 优的配 对的价 带和 导带边

3、电位加 快了 Ag3VO 4/g-C3N4 的光生电子 -空穴对的分离； Ag 纳米粒子的等离子共振效应显著增强了 Ag/AgVO3/C3N4 对可见光的吸收， C3N4促进污染物分子的吸附和提高了一维-AgVO 3 纳米带和 C3N4 之间的光生载流子转移速率。构建了铋银复合氧化物 BSO 直接氧化与铋酸钠催化 氧化联合技术，从染料降解反应的氧化降解机理、功能材料作用机理等角度认识染料的降解 与材料的作用过程，阐明了该技术的处理难降解污染物的优势所在。2. 水环境中新型污染物的纳米类 Fenton 降解与机理将正八面体构型的 Fe3O4 纳米晶体负载于 MWCNTs 上，形成的磁性 Fe3O

4、4/MWNTs ，建立 了水中环境激素甲基睾酮的 Fe3O4/MWNTs-H 2O2 处理方法，从而集吸附富集 -催化降解 -催化剂 回收-重复利用于一体。制备出包覆均匀、颗粒分散、性能稳定的核壳型纳米Fe/Ag 双金属颗粒，并成功应用于 TBBPA 的彻底还原降解；利用溶液中残留的还原剂与加入的H2O2 形成了类 Fenton 试剂，对 TBBPA 的脱溴产物 BPA 彻底降解，创新性地构建了还原 - 类 Fenton 反应 两步法（ T-SRO）。该处理法体现了快速彻底、绿色高效，对难降解有毒污染物去除具有良好 的应用前景。3. 水环境中染料的微波强化去除与机理研发了基于微波的染料废水处理

5、技术： 微波无电极灯 -纳米 Bi2WO6 光催化降解污染物的研 究发现： RhB 的反应速率常数明显高于文献报道值， O2和 H 2O2存在可有效提高 RhB 的降解 效率和矿化性能； 微波诱导纳米 NiO 2 催化反应快速去除有机污染物： 100mg/L 结晶紫在 5min 内去除率达到 97%，TOC 去除率为 81%；通过 Matlab 编程计算出四种催化剂 MnFe 2O4-SiC、 MnFe2O4-TiO 2、MnFe2O4 和 MnFe2O4-diatomite 的微波吸收性能，明确了不同载体对催化剂 MnFe 2O4 的微波吸收能力和催化活性的影响机制；综合降解过程、表征方法以

6、及计算机模拟 结果，提出了催化剂在微波作用下对典型偶氮染料等污染物质进行快速降解的作用机制。该 法不需催化剂、降解效率高，微波辐射能有效促进双氧水分解生成羟基自由基，显示了环境 友好特点。本成果发表了 10 篇代表性论文，其 SCI 他引 980 次，其中 2 篇为环境工程领域 ESI 高被 引论文 。根据完成单位及完成人数量自行增加本页表格主要完成单位情况表 单位名称：南京大学 对本项目的贡献：负责研究项目的总体实施的实验条件的支持， 课题组属于污染控制与资源化国家重点实 验室。南京大学对水体中有害有机污染物的去除方法的设计与构建、 去除方法以的作用机制 和水环境中典型有害有机污染物的去除机

7、理等工作的开展提供实验条件和研究经费等方面 的大力支持。主要完成人情况表 姓名：孙成 排名： 1 技术职称：教授 工作单位：南京大学 完成单位：南京大学 曾获科技奖励情况： 长江江苏段环境有毒污染物来源探查及控制技术研究， 国家环境保护部 科技进步二等奖 （2009 年 , 排名第三 ） ；我国流域水环境基准技术方法体系，国家环境保护部 环境保护科学技术奖一等奖（ 2014 年，排名第三） 。本人对本项目的主要学术贡献： 本项目的负责人，负责项目的提出、组织实施和学术指导。 负责完成了本项目中 Ag 3VO 4/g-C 3N 4 和 Ag/AgVO 3/C3N4 功能材料的构建， 研究发现 C

8、3N4 的比例对在光催化活性有较大影响， Ag3VO4/g-C3N4 存在最佳比例，明确了 Ag/AgVO 3/C3N 4 表面等离子复合光催化剂活性提高的原因；建立了铋酸钠的铋银氧化物直接氧化-铋酸钠可见光催化技术； 在改性的 MWCNTs 表面设计出规则的正八面体构型的磁性Fe3O4 纳米晶体，获得非均相 Fenton 催化剂。对发现点 1和 2做出了创造性贡献，是代表论文 1、2、3、5和 9的通讯作者。 主要完成人情况表 姓名：杨绍贵 排名： 2 技术职称：教授工作单位：南京师范大学 完成单位：南京大学 曾获科技奖励情况：河湖水体典型污染物的生态风险及去除机制 , 教育部自然科学二等奖

9、 （2012 年， 排名第三 ）；我国流域水环境基准技术方法体系， 国家环境保护部环境保护科学技 术奖一等奖（ 2014 年，排名第七） 本人对本项目的主要学术贡献：设计与构建了核 -壳结构和高效还原能力纳米 Fe-Ag 双金属材料，阐明了壳层金属 Ag 和超声波在降解过程中促进效应；建立了纳米 Fe-Ag 还原脱溴 -类 Fenton 氧化两步连续处理 方法，实现了对难氧化物质 TBBPA 的快速、彻底降解；建立了典型有害有机污染物的微波 无电极灯 -Bi 2WO 6可见光光催化技术和 MW/H 2O2 技术； 探明了四种催化剂（ MnFe2O4-SiC、 MnFe2O4-TiO2、MnFe

10、2O4 和 MnFe2O4-diatomite ）的微波吸收性能及其在微波条件下的作用 机理。对发现点 2和 3做出了创造性贡献，是代表论文 3、6、7、8和 10的通讯作者。主要完成人情况表 姓名：何欢 排名： 3 技术职称：教授 工作单位：南京师范大学 完成单位：南京大学 曾获科技奖励情况：无 本人对本项目的主要学术贡献：负责建立了典型有害有机污染物的微波诱导 NiOx 催化反应体系，研究了 NiOx 催化剂 在微波作用下活性物种 （如羟基自由基和活性氧 ）的产生机制，阐明了 NiOx 与微波的作用机 理；鉴定了有害有机污染物结晶紫的降解中间产物，研究其降解途径和机理。对发现点 3 做出了

11、贡献。主要完成人情况表 姓名：王少莽 排名： 4 技术职称：讲师 工作单位：常州大学 完成单位：南京大学 曾获科技奖励情况：无 本人对本项目的主要学术贡献：完成人为南京大学 2012 级博士研究生，在攻读博士学位期间，负责制备了新型高效可 见光催剂 g-C3N 4/Ag 3VO4，研究了 C3N4/Ag3VO4 了的作用机理， 并揭示了水中碱性品红可见 光催化降解机理。对发现点 1 做出了贡献。主要完成人情况表姓名：罗斯排名： 5技术职称：副教授 工作单位：湖南农业大学 完成单位：南京大学 曾获科技奖励情况：无 本人对本项目的主要学术贡献：完成人为南京大学 08 级博士研究生，在攻读博士学位期

12、间，负责研究了纳米 Fe-Ag 双 金属颗粒对 TBBPA 进行催化还原的路径与机理； 鉴定了 TBBPA 在纳米 Fe-Ag-类 Fenton 氧 化两步法处理中各阶段的降解产物， 并通过毒理实验验证了两步处理法在降解含卤素有机污 染物方面的可行性与有效性。 对发现点 2 做出了贡献。主要完成人情况表 姓名：胡晓斌 排名： 6技术职称：副教授 工作单位：湖州师范学院 完成单位：南京大学 曾获科技奖励情况：无 本人对本项目的主要学术贡献：完成人为南京大学 09 级博士研究生，在攻读博士学位期间，负责 研究了在 Fe3O4/MWCNTs-H 2O2体系中甲基睾酮的降解， 发现了非均相 Fento

13、n 反应是甲基睾酮降解的 主要路径，而由催化剂的铁流失导致的溶液中均相 Fenton 反应是 MT 降解的次要路径；明 确了 OH 与甲基睾酮分子首先发生加成和抽氢反应的点位。 对发现点 2 做出了贡献。主要完成人情况表 姓名：赵伟 排名： 7 技术职称：讲师 工作单位：淮阴师范学院 完成单位：南京大学 曾获科技奖励情况：无 本人对本项目的主要学术贡献：完成人为南京大学 2014 级博士研究生， 在攻读博士学位期间， 成功合成 Ag/AgVO 3/C3N 4 表面等离子体复合光催化剂， 利用其光催化降解染料废水， 并揭示了染料的降解机理， 为环 境中有机污染物的去除提供了新的途径。对发现点 1

14、 做出了贡献。序 号论文、专著 名称/刊名/ 作者年卷页码（xx 年 xx 卷 xx 页 ）发表时间（xx 年 xx 月 xx 日 ）通讯作者 / 第一作者 （ 中文名 ）1Synthesis and characterization of g-C 3N4/Ag 3VO 4 composites with significantly enhanced visible-light photocatalytic activity for triphenylmethane dye degradation. Applied Catalysis B-Environmental. Wang SM（ 王少莽

15、 ）, Li DL, Sun C（孙成）, Yang SG, Guan Y, He H2014,144: 885-8922014.1孙成 /王少莽2Degradation of organic dyes via bismuth silver oxide initiated direct oxidation coupled with sodium bismuthate based visible light photocatalysis.Environmental Science & Technology. Yu K（ 喻恺 ）, Yang SG, Liu C, Chen HZ, Li H, S

16、un C（ 孙成 ）, Boyd SA.2012, 46 （13）,731873262012.5孙成 /喻恺3Visible light-Driven Photocatalytic Degradation of Rhodamine B overNaBiO 3: Pathways and Mechanism. The Journal of Physical Chemistry A .Yu K（喻恺）, Yang SG（杨绍贵 ）, He H, Sun C, Gu CG, Ju YM.2009, 113 （37）10024-100322009.8杨绍贵 /喻恺4A Novel Ternary Pl

17、asmonicPhotocatalyst: ultrathin g-C3N4 Nanosheet Hybrid of Ag/AgVO3 Nanoribbons with Enhanced Visible-Light Photocatalyteic Performance. Applied Catalysis B-Environmental. Zhao W（ 赵伟 ）, Guo Y, Wang SM, He H, Sun Cheng（孙成 ）， Yang SG.2015,165:335-3432015.4孙成 / 赵伟5Adsorption and h eterogeneous Fenton d

18、egradation of 17 -methyltestosterone on nano Fe3O4/MWCNTs in aqueous solution. Applied Catalysis B-Environmental. Hu XB（ 胡晓斌 ）, Liu BZ, Deng YH, Chen HZ, Luo S, Sun C（孙成 ）, Yang P, Yang SG.2011, 107（3-4） 274-2832011.9孙成 /胡晓斌6Reductive Degradation of Tetrabromobisphenol A over Iron-Silver Bimetallic

19、Nanoparticles under Ultrasound Radiation. Chemosphere. Luo S（ 罗斯 ）, YangSG（杨绍贵 ）, Wang XD, Sun C.2010, 79,672-6782010.杨绍贵 /罗斯7Feasibility of a Two-stage Reducti Tetrabromobisphenol A in Aqueou Yang SG（ 杨绍贵 ）, Sun C, Wangon/Subsequent Oxidation for Treating2011, 45（4）,1519-15282011.2杨绍贵 /罗斯s Solutions. Water Research. Luo S（ 罗斯 ）,XD.8Photocatalytic Degradation of Rho Accep