根据《教育部办公厅关于提名2020年度高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)的通知》(教科技厅函〔2020〕20号)要求,经过校内初审,拟将“基于二氧化钛基纳米功能材料表面调控的环境样品前处理技术”项目作为提名项目。现予以公示。
公示期自2020年8月1日至2020年8月6日止。单位或者个人如对推荐项目持有异议的,请在公示期内向科研处提出并提供书面证明材料。
联系人:陈勇,联系电话:13806930687。
闽南师范大学科研处
2020年8月1日
项目名称:基于二氧化钛基纳米功能材料表面调控的环境样品前处理技术
推荐奖种:科技进步奖
推荐单位:福建省教育厅
主要完成单位:闽南师范大学
主要完成人及其贡献:
1.李顺兴:闽南师范大学
贡献:项目 主持人,国家自然科学基金面上(21175115 ,20977074) 和福建省杰出青年 科学基金项目 (2010J06005) 负责人,全面项目的设计、实施和总结;作为三国家 发明专利的第一人, 指导、 参与专利及科技开发应用方案的设计、实验数据分析写作全过程。
林路秀:闽南师范大学化学化工与环境学院
贡献:国家自然科学基金面上项目 (21175115 ,20977074) 和福建省杰出青年科学基金项目 (2010J06005) 及科技开发项目主要完成人,微量金属检测数据分析参与申请专利 1项;参与污染源在线自动监测仪器比对和重点行业企用地基 础信息采集和风险筛查技术服务项目的现场调研样、品前处理治应用数据分析和报告撰写。
2.刘凤娇:闽南师范大学化学化工与环境学院
贡献:国家自然科学基金面上项目 (21175115 ,20977074) 和福建省杰出青年科学基金项目 (2010J06005) 及科技开发项目主要完成人,特别是漳州市峰头水库源地总氮应急消减 技术前期研究、重点行业企用地基础信息采集和风险筛查服务污染源在线自动监测仪器比对等项目的现场调研采样、品前处理治应用数据分析和报告撰写。
3.郑凤英:闽南师范大学化学化工与环境学院
贡献:国家自然科学基金面上项目 (21175115 ,20977074) 和福建省杰出青年科学基金项目 (2010J06005) 主要完成人,获 3项国家发明专利 (第二发明人 ),参与完成表面修饰方法及其机理制研究、污染源在线自动监测仪器比对监测和生态县规划等项目数据分析及报告撰写。
4.黄旭光:闽南师范大学化学化工与环境学院
贡献:国家自然科学基金面上项目 (21175115 ,20977074) 和福建省杰出青年科学基金项目 (2010J06005) 及科技开发项目主要完成人,特别是水和大气污染源在线自动监测仪器比 对监测、清洁生产审核态县规划等项目的现场调研采样品前处理治应用数据分析和报告撰写。
5.黄泱:闽南师范大学化学化工与环境学院
贡献:国家自然科学基金面上项目 (21175115 ,20977074) 和福建省杰出青年科学基金项目 (2010J06005) 及科技开发项目主要完成人,特别是重点行业企用地基础信息采集和风 险筛查技术服务、清洁生产审核和态县规划等项目的现场调研采样品前处理治理应用、数据分析和报告撰写。
项目简介:
水体污染物成分复杂,水体类型多样,现有的检测方法(含国家标准和国家环境保护标准)未能满足现场检测要求(低检测限、低测定成本、准确、快速、简便、环保),急需绿色、通用、现场适用的样品前处理技术。
可见光响应光催化氧化还原因其绿色高效,具有改善分析性能和环境友好两方面突出优势,受到极大关注。TiO2基纳米材料因其“化学性质稳定、抗光腐蚀、无毒和价格适宜”,成为首选,但在异相光催化应用中存在“量子转换效率低、太阳能利用率低、污染物在催化剂表面覆盖率低、传质速率慢”等瓶颈。
从2002年开始,特别是在国家自然科学基金(21175115,20977074)和福建省杰出青年科学基金(2010J06005)资助下,项目组18年来致力于表面调控技术,解决TiO2基纳米材料表面结构、功能与环境友好、现场测量所需样品前处理技术要求一致性问题,主要技术内容及成果如下:
1.“化学吸附+软调控”法构筑表层“分子级别”反应平台,建立“双基团-环状自组装”“按需调控表面活性位点”“界面电荷调节”“表面键合硫量子点”等表面调控新技术,。
2.表面修饰TiO2基纳米材料①兼具有机-无机杂化、亲水-疏水性等特性;②吸附及光催化底物具广谱性或选择性;③改善有机污染物与纳米材料亲合力,提升扩散速度(速率控制性步骤),解决异相吸附和光催化的瓶颈问题;④可与有机或无机型比色指示剂结合;⑤光响应范围扩展至可见光区,催化活性提升;⑥保证表面修饰在复杂样品体系及吸附、洗脱、光催化过程中稳定性。
3.揭示表面结构多样性与底物多亲性(广谱性)或选择性、光吸收性、电子转移规律、吸附性能、催化活性间构效关系,为纳米功能复合材料功能结构设计提供规律性认识。
4.硫量子首次被提出并应用相界面反应成功合成,增添量子点新成员,解决量子点合成必须添加表面活性剂的难题;提供具有光催化协同效应的新型表面修饰剂。
5.表面修饰TiO2基纳米材料首次同时作为薄层或纸色谱固定相(或负载型固体吸附剂)、光催化剂、显色探针,整合色谱分离技术、可见光光催化技术、显色定量方法三者优势,集成为水质全分析系统,开辟薄层和纸色谱应用新领域。
6.揭示纳米材料具选择性吸附气态基态原子性能,研制出新型原子化器,首次将原子捕集与在线分离、预富集联合,提高灵敏度,扩展线性范围,去除光谱干扰,改善火焰和蒸汽发生原子吸收分光计应用性能。
主要知识产权目录:
本项目成果获得发明专利:3项。
1. 李顺兴,郑凤英,陈德建.一种油水界面法合成硫量子点的方法,2013.11,中国, 专利号: ZL201310613465.X
2.李顺兴,郑凤英,蔡舒婕,林路秀.一种快速测定环境水样中化学需氧量的方法,2013.1, 中国, 专利号:ZL2012 1 0259009.5
3. 李顺兴,郑凤英,梁文杰.一种快速分离、测定水中有机磷农药的方法,2013.7,中国, 专利号:ZL2013 1 0316225.3
代表性论文专著目录:
代表性论文5篇,出版专著2部:
李顺兴, 杨妙霞等著. 化学类应用型研究生培养机制研究[M]. 北京: 科学出版社, 2019, 1-126.
李顺兴, 蔡家柏, 陈杰等著. 多级结构纳米复合材料光催化研究[M]. 北京: 科学出版社, 2019, 1-274.
Shunxing Li*, Dejian Chen, Fengying Zheng, Haifeng Zhou, Shaoxiong Jiang, Yijin Wu. Water-Soluble and Lowly-Toxic Sulphur Quantum Dots. Advanced Functional Materials, 2014, 24(45), 7133-7138.
Shun-Xing Li*, Xiaofeng Lin, Feng-Ying Zheng, Wenjie Liang, Yanxue Zhong, Jiabai Cai. Constituting fully integrated visual analysis system for Cu(II) on TiO2/cellulose paper. Analytical Chemistry, 2014, 86:7079-7083
Shun-Xing Li*, Feng-Ying Zheng, Shu-Jie Cai, Tian-Shou Cai.Determination of mercury and selenium in herbal medicines and hair by using a nanometer TiO2-coated quartz tube atomizer and hydride generation atomic absorption spectrometry. Journal of Hazardous Materials, 2011, 189:609-613
Shunxing Li*, Wenjie Liang, Fengying Zheng, Xiaofeng Lin, Jiabai Cai. Ascorbic acid surface modified TiO2-thin layers as a fully integrated analysis system for visual simultaneous detection of organophosphorus pesticides. Nanoscale, 2014, 6(23),14254-14261
Shun-Xing Li*, Fengying Zheng, Shujie Cai, Wenjie Liang, Yancai Li. A visible light assisted photocatalytic system for determination of chemical oxygen demand using 5-sulfosalicylic acid in situ surface modified titanium dioxide. Sensors and Actuators B:Chemical, 2013, 188:280-285.
推广应用情况
1. 2012年至2019年,4家企业实现新增产值120.5亿元、利润21.1亿元、税收1.1亿元。
2. 助推8个市县区提升生态环境质量,入选3个国家重点生态功能区、5个国家生态县、1个省级生态市。
3. 建立校所企协同培养体系、产学研协同模式,培养博士3名和硕士研究生32名,成效突出,获福建省高等教育教学成果奖一等奖、省级平台3项、社会服务资质2项。