嘉賓：浙江理工大學(xué)博士 呂汪洋
如果有一天家里的窗簾、沙發(fā)都能“趕走”甲醛了，你是不是可以因為室內(nèi)無處不在的保護而松了一口氣？同樣輕松的還有紡織行業(yè)中的印染企業(yè)，也許幾塊布就能實現(xiàn)他們節(jié)能減排的夢想。由浙江理工大學(xué)陳文興教授領(lǐng)導(dǎo)的催化功能性纖維及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究項目利用纖維材料在居室中大量使用以及纖維材料與染料的親和性等獨特優(yōu)勢，提出了用催化功能性纖維降解有機污染物的新思路。本期我們請陳文興教授的學(xué)生、該項目主要完成人之一的呂汪洋博士談?wù)劥呋δ苄岳w維到底有哪些特別之處。
兩大主要內(nèi)容四大創(chuàng)新點
主持人：催化功能性纖維項目主要的研究內(nèi)容有哪些？
呂汪洋：主要是消除室內(nèi)空氣中揮發(fā)性有機化合物及降解水中染料等有機污染物兩方面。我們以室內(nèi)空氣中常見的甲醛、甲硫醇和硫化氫為目標污染物，設(shè)計制備了兩類催化功能性纖維。一類是中空核殼結(jié)構(gòu)納米催化劑負載型催化功能性纖維。我們發(fā)明了中空核殼結(jié)構(gòu)納米二氧化鈦光催化劑的制備方法，突破了影響二氧化鈦實際應(yīng)用的光腐蝕有機載體的難題。該催化功能性纖維在光照下可以有效除去甲醛等有害氣體。另一類是金屬酞菁負載型催化功能性纖維，在它的作用下合成了兩類新型金屬酞菁衍生物，通過化學(xué)鍵合制備催化功能性纖維，在自然條件下無需光照即可催化消除甲硫醇和硫化氫等臭氣。
在降解水中染料等有機污染物方面，我們以印染廢水中的染料為目標污染物，研究催化功能性纖維的設(shè)計制備、降解有機污染物的性能、催化機理、降解歷程和降解產(chǎn)物等一系列基礎(chǔ)理論問題。首次提出了“纖維降解染料等有機污染物”的思想，即利用催化功能性纖維與染料等有機污染物的特殊親和性，將染料等目標污染物吸附聚集到催化功能性纖維界面和內(nèi)部進行原位催化氧化降解，催化功能性纖維可重復(fù)循環(huán)使用。
主持人：催化功能性纖維項目的主要創(chuàng)新點有哪些？
呂汪洋：主要有以下幾個方面：
一是合成兩類具有水溶性、與纖維可反應(yīng)性和高催化活性的金屬酞菁衍生物，通過與纖維素纖維、蛋白質(zhì)纖維、活性碳纖維等接枝反應(yīng)制備得到新型催化功能性纖維，可有效消除室內(nèi)空氣中的臭氣和工業(yè)廢水中的染料等有機污染物。
二是制備中空核殼結(jié)構(gòu)的納米二氧化鈦催化劑，它既保持了二氧化鈦的光催化活性，又避免了二氧化鈦對有機載體的光腐蝕問題。將此催化劑負載到纖維表面制得催化功能性纖維，可有效去除室內(nèi)空氣中的揮發(fā)性有機化合物。
三是提出“纖維降解染料等有機污染物”的思想。即利用催化功能性纖維與染料等有機污染物的特殊親和性，將染料等目標污染物吸附聚集到催化功能性纖維界面和內(nèi)部，在雙氧水等氧化劑作用下或直接利用可見光原位催化降解染料等有機污染物，催化功能性纖維可重復(fù)循環(huán)使用。
四是發(fā)現(xiàn)碳材料與金屬酞菁的協(xié)同催化機制，金屬酞菁與碳材料共價鍵結(jié)合，碳材料不僅起載體的作用，而且在催化反應(yīng)中與金屬酞菁共同參與電子的授受，碳材料的引入能大大提高金屬酞菁的催化活性。利用此原理制備活性碳纖維負載金屬酞菁催化劑，能有效吸附聚集和催化降解酚類化合物，活性碳纖維可原位再生重復(fù)使用。