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        (一)技术描述
        1.市场前景
                经过三十多年的发展,二氧化钛(TiO?)光催化剂已广泛应用于室内空气净化、污水处理等领域,可消除汽车尾气中25%-45%的氮氧化物,也可用于减少灰霾中的PM2.5等悬浮颗粒物,成为最重要的环境保护材料。然而,本征TiO2的带隙过大(Eg = 3.2 eV),只能吸收占整个太阳光谱5%的紫外光,导致无法发挥其光催化的潜力。可见光响应型的TiO2长期以来受极大的关注,然而其制备极具挑战。直到2011年美国Xiaobo Chen、Samuel Mao等科学家创新地在低温高压氢气下制备出太阳光吸收高达30%的黑色二氧化钛,光催化特性极佳(Science 2011, 331, 746-750)。自此,兼具高太阳光吸收和超高光催化的黑色二氧化钛,成为了学术界和工业界的前沿热点材料。发展黑色TiO2的大规模制备技术,又成为该材料的应用难点。
        2.技术特点
                基于电子结构的带阶设计,利用热力学原理,发展出氧空位产生、二步元素掺杂的制备黑色氧化钛的新方法,获得原创的具有<结晶核@非晶壳>结构的黑色纳米TiO2,实现了宽太阳光谱响应、高载流子分离迁移率、以及功函数可调等特性,光吸收覆盖整个太阳光谱的90%(远优于报道的30%),解决了非金属元素高浓度掺杂的科学难题。
                所研制的黑色二氧化钛被《Chemistry Views》专评题为“Titania: Black is New White”(译文:二氧化钛:黑色是新白);原创的新制备,被黑色TiO2的发现者XiaoBo Chen教授高度评价为,具有“breakthroughs”(译文:突破性)、可规模生产,极大地推进了实用化和商业化。
        3.进展情况
                经过多年深入的工程化研究,现已掌握了具备50吨/年生产能力的工艺技术方案。部分产品已经销往加拿大、香港、沙特等的国际科研单位和公司。黑色二氧化钛可为高效利用太阳能等可持续发展的清洁能源新技术提供新型材料,其大规模生产的成功研发及其优异的可见光利用特性,验证了太阳光催化在环境保护领域中的可行性。黑色二氧化钛以及制备技术,已经申请发明专利10项、国际专利1项。

        (二)应用领域
                清洁能源技术。空气净化、污水处理等领域。

        (三)推广及合作方(模)式
                技术转让。


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