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环境净化与新能源材料研究所

环境净化与新能源材料研究所

材料是人类生存、社会发展、科学进步的物质基础,是现代科技革命的先导。当今人类科学技术是以先进材料技术、先进能源技术、信息技术、生物技术等四大学科为中心,通过其相互交叉和相互影响,为人类创造出完全不同的物质环境。新型的受欢迎材料,应该是与生物和自然都有很好的适应性、相容性和良好感性的材料。目前,所有工业发达国家都把环境净化与新能源材料的研究与开发放在特别重要的地位,世界各国都将其作为优先发展的领域。环境净化与新能源材料不仅属于国家战略需要,也与人们的日常生活密切相关。如,光催化材料能够有效地解决室内空气、水体污染、实现室外玻璃幕墙自清洁;氧化物器件的应用能够实现住宅的信息化,提高安全性和舒适性;建筑保温材料的应用实现了住宅的节能。国内外的发展现状表明,环境净化与能源材料广泛应用在城市建设中,具有显著的经济效益和社会效益。

       天津城市建设学院环境净化与新能源材料研究所就是要汇聚优秀的化学、材料、能源及环境方面的人才,建立有特色的、多学科交叉与融合的环境净化与新能源材料研究与技术的研究开发性平台。研究所的宗旨与目标是研究开发新能源与环境净化技术,从能源、环境、材料、化学、生物的学科领域综合交叉与渗透的角度出发,产生在天津市有显示度和影响力的研究成果,获得具有自主知识产权的发明专利群,建立由中青年优秀人才组成的环境净化与新能源材料研究队伍和人才培养基地。

       研究所现有研究人员9人,其中教授3人,副教授及高工6人,在读硕士研究生18人。研究所依托材料科学与工程学院的材料科学与工程实验中心,仪器设备资产1100万元,具备各研究方向所需的主要工艺实验设备和物质结构与材料性能分析测试仪器。研究所成员近几年先后承担了国家自然科学基金2项、科技部国家新产品计划1项、教育部重点项目1项、天津市科委基金4项,以及国家建设部、博士后基金、天津市教委项目、企业横向课题等10余项,从材料设计、制备、性能优化及应用等方面都开展了大量研究工作,在国内外期刊上发表论文100余篇,其中SCI检索60余篇;申请专利近20项。为加强科学研究与社会需求的结合,提高高校的社会服务能力,研究所与天津优宁福姆建筑节能科技开发有限公司、天津市光通陶瓷有限公司和天津城建学院环境工程有限公司建立了密切的合作研究开发关系,使部分研究产品投入市场,创造了一定的经济和社会效益。具体研究领域包括:

(1) 室内空气净化抗菌材料的研究与开发

       装饰装修材料的广泛使用,产生了甲醛等污染物造成的室内空气污染,光触媒是当前国际上治理室内环境污染的最安全的材料之一。开展软化学法低成本制备光触媒晶化液的研究,开发光触媒治理室内空气污染处理技术,提高光触媒寿命和效率。

(2)光电材料、纳米晶光伏太阳能电池及与建筑一体化

       针对日益严重的能源危机与环境污染问题,开展染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池及薄膜太阳能电池等大/介孔、纳米线/柱晶、纳米管电极膜的制备与改性,无机有机敏化剂开发制备及敏化工艺,电池组装,界面特性,半导体能级设计、电池高效、长寿及固态化研究。

(3)用于自清洁、产氢和CO2资源化光催化剂的研究与开发

       利用材料的超亲水、疏水性,开展自清洁薄膜研究,制备了具有自清洁功能的光诱导玻璃。

       利用半导体的光催化特性,开展半导体可见光宽谱线高效光催化水解制氢及分解CO2为碳氢燃料等研究,探讨其动力学效应与机理,提高其催化活性及效率。

(4)沸石类多孔材料改性、负载、吸附性及其在污水处理上的应用

       研究各类分子筛的合成与性能优化。利用沸石分子筛高比表面积,半导体光催化剂的光催化活性,合成分子筛负载性半导体光催化剂复合材料,应用于污水二次处理,解决纳米半导体光催化剂难回收等的问题。

(5)先进陶瓷材料成型加工技术

       先进陶瓷成型加工技术是制造新型陶瓷材料的基础。研究陶瓷注射成型技术,制备光纤连接器陶瓷套管,解决陶瓷材料的近净尺寸成型。研究开发光纤连接器套管、激光泵浦陶瓷反射体产品。