技术成果提供方：福州大学国家环境光催化工程技术研究中心

主要技术亮点，包括项目或展品意义、项目或展品先进性和创新点、预期经济效益、科技成果鉴定情况及获奖情况、专家鉴定意见及有关评价等单位发展简介

1. 展品意义

石墨烯作为以苯环结构周期性紧密堆积的碳原子组成的一种独特的“二维晶体”材料，自2004 年报道以来，立即震撼了整个科学界。石墨烯集优异的力学、电学、热传导、阻隔性等材料性能于一体，有望替代传统材料，是推动战略高技术发展的关键材料，具有巨大的应用前景，已成为材料科学和凝聚态物理领域最为活跃的国际研究前沿。实用性石墨烯基光催化材料的开发是产业化应用的重大需求。目前报道的石墨烯基光催化材料一般为粉体材料，在应用于水体污染物降解过程中催化剂悬浮于水体中，水体经光催化处理后必须将催化剂粉末颗粒从水相中分离出来，一般用过滤、离心、混凝、絮凝等方法，这一方面使得处理过程过于复杂，另一方面增加了经济成本。因此，从实用性角度考虑，亟需发展便于回收利用的石墨烯基复合光催化材料。石墨烯气凝胶/ 水凝胶基光催化块体材料能够直接回收再利用，可以有效解决粉体光催化材料的回收困难、成本高的问题。石墨烯气凝胶/ 水凝胶基光催化块体材料具有大的比表面积、丰富的孔道结构，对水体中的有机污染物吸附力强，在光催化降解水体有机污染物、重金属Cr6+ 中表现出较好的光催化活性。此外，石墨烯气凝胶/ 水凝胶基光催化块体材料具有良好的机械强度，在处理印染废水中具有重要的实际应用价值。

2. 展品的先进性和创新性

本展品的技术难点在于如何最大程度发挥石墨烯的优势以构建高效石墨烯气凝胶/ 水凝胶基光催化块体材料、发展石墨烯气凝胶/ 水凝胶基光催化块体材料规模化可控制备方法、实现从基础研究到光催化印染废水处理实际应用的过渡，这也是技术成果提供方所掌握的关键技术。创新点是发挥基础研究的优势，基于系统化材料设计理念，综合考虑石墨烯气凝胶/ 水凝胶基光催化块体材料体系中各组分及其界面结构组成的优化，考察石墨烯气凝胶/ 水凝胶基光催化块体材料光催化处理印染废水效率、稳定性，以此为反馈，建立高效石墨烯气凝胶/ 水凝胶基光催化块体材料的方法理论。同时考虑合成方法的简便性、成本等实际因素，实现石墨烯气凝胶/ 水凝胶基光催化块体材料规模化可控制备。为实现石墨烯气凝胶/ 水凝胶基光催化块体材料对印染废水处理的实际应用，创新开发石墨烯气凝胶/ 水凝胶块体材料，解决光催化剂的分离回收困难问题，建立石墨烯气凝胶/ 水凝胶基光催化块体材料处理印染废水示范项目。

3. 预期经济效益

我国乃至全世界纺织工业发展主要阻碍之一是环保节能( 低碳) 问题，环保的主要问题是废水，而约80% 纺织废水来自于印染行业。据估计，全世界纺织用染料生产为40 多万吨，印染加工过程中约有10% ～ 20% 染料作为废水排出，进入江湖、大海和地面水中。印染废水中的污染成分包括染料、重金属和表面活性剂等。废水中的染料能吸收光线，降低水体透明度，影响水生生物和微生物生长，不利于水体自净。对于铬、铅、汞等重金属离子，用一般生化方法难以降解，因此它们在自然环境中能长期存在，并且会通过食物链等危及人类健康，例如日本曾发生过的由重金属汞和镉污染而造成的水俣病等公害事件。对于废水中其他的污染物，例如含氮磷的化合物，会使废水中总磷氮含量增高，排放后使水体富营养化，造成池塘大面积死鱼和近海水域发生赤潮。印染废水大部分偏碱性，进入农田，会使土地盐碱化。由此可见，印染废水的排放所造成的生态破坏及经济损失是不可估量的，应综合治理，从源头上防治印染废水。

本项目将研发具有强吸附能力，高饱和吸附量和高光催化降解效率，且易于分离回收的石墨烯气凝胶/ 水凝胶基光催化块体材料，一方面开发拥有自主知识产权的制备技术和可用于印染废水处理的光催化产品，可实现200 吨/ 天的印染废水处理量，净化达到回收再利用标准，另一方面，拓展石墨烯下游产业应用，推动石墨烯产业发展，经产业化提升后，在省内乃至全国示范、推广使用后，可以产生巨大的经济效益。

4. 专利申请情况

已申请中国发明专利一件：

专利名称：一种非金属三维宏观结构石墨烯- 有机物气溶胶光催化剂

发明人：徐艺军，杨民权

申请号：CN201510902867.0

法律状态：实质审查