項目類別：廣東省自然科學(xué)基金杰出青年項目
參與人員：黃哲鋼
起止日期：2019.10.01-2023.09.30
資源開發(fā)和資源利用導(dǎo)致的環(huán)境污染是互相矛盾的關(guān)系。面向能源開發(fā)和環(huán)境治理領(lǐng)域?qū)Ω咝阅苄虏牧系闹卮笮枨?，提出“基于共軛碳嵌段組裝的多孔超分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計制備與應(yīng)用”總體研究目標(biāo)，主要以CO2、砷酸、甲基橙、剛果紅等污染物的吸附和催化材料為研究對象，提出以下研究內(nèi)容：1）利用共軛碳嵌段和Ag的配位和組裝制備新型多孔Ag離子聚合物催化劑，有效的將CO2轉(zhuǎn)化為碳酸酯。通過精心的共軛碳嵌段的設(shè)計和一級配位，合成穩(wěn)定的六角形配位核。利用碳嵌段的組裝調(diào)控六角核的生長方式，提出蜂窩狀新型Ag離子催化劑的制備方法，提供較大的催化表面，提高反應(yīng)底物的有效碰撞，促進(jìn)轉(zhuǎn)化速率，提高反應(yīng)的重復(fù)利用。2）球狀多孔結(jié)構(gòu)由于具有較高的比表面和有序孔的有序性質(zhì)，是理想的吸附材料。但是，通過多孔結(jié)構(gòu)的結(jié)晶化難以制備穩(wěn)定的球狀吸附劑。通過共價鍵連接有序的多孔結(jié)構(gòu)是可供選擇的方案。對此，設(shè)計合成理想的聚合單體，選擇性的對多孔結(jié)構(gòu)識別聚合，制備帶電蜂窩層狀聚合物。通過二維聚合物的多尺度和多維卷曲，制備管狀和球狀蜂窩狀吸附劑，有效回收溶液中的有機(jī)污染物。
要達(dá)到的目標(biāo)：在CO2轉(zhuǎn)化為碳酸酯的催化反應(yīng)中，利用催化劑核的組裝方法增加有效的催化表面，提高有效碰撞，利用1-3 mol%的催化劑（一般5 mol%），實現(xiàn)大于95%的催化。迄今為止，鋯和鐵的氧化物及硫醇樹脂是最好常用的砷吸附材料。其中硫醇樹脂呈現(xiàn)最高的吸附容量，鋯和鐵的氧化物具有較高的吸附效率。通過新型多維、多尺度蜂窩狀吸附劑的制備，預(yù)期開發(fā)出同時滿足較高吸附容量和效率的吸附材料。