一、基本情况
化工催化技术及应用科技创新团队于2018年组建而成。目前，团队由10位从事化学催化技术及应用研究的教师组成，其中，教授4名、副教授3名、讲师3名；拥有博士学位8人，硕士学位2人；主要开展功能材料制备及其催化应用方面的研究。近3年，团队成员已承担国家自然科学基金项目1项，湖南省自然科学基金项目8项，湖南省教育厅重点项目2项、优秀青年项目2项，各类科研经费累计近200余万元；发表学术论文40篇，其中SCI、EI收录26篇、授权中国发明专利3项。获得2016年度衡阳市科技进步奖三等奖1项。
二、研究方向
1. 光催化降解
2. 多相催化
3. 绿色有机合成
三、团队负责人
唐新德：男，博士，教授，主要从事化学工程与技术方面的研究工作。2010年6月毕业于中南大学化学工程与技术专业，获博士学位，同年引进到湖南工学院工作。现为中国化学会会员、湖南省化学化工学会常任理事和湖南硅酸盐学会理事、湖南工学院化学工程与技术学科带头人。研究方向是光催化材料及纳米材料的合成与应用，已主持湖南省自然科学基金项目3项、湖南省教育厅重点项目1项，参与国家自然科学基金项目2项、省级项目5项；以第一作者或通讯作者在《Catalysis Communications》《Materials Research Bulletin》等SCI源刊发表论文10余篇。
四、团队成员
唐新德：1973年生，教授，中南大学化学工程与技术博士，主要从事光催化降解
刘宁：1984年生，副教授，湘潭大学化学工程与技术博士，主要从事绿色有机合成
李昶红：1972年生，教授，中南大学材料工程硕士，主要从事功能配位化学
罗建新：1983年生，教授，中国科学院广州化学研究所高分子化学与物理博士，主要从事绿色有机合成
李爱阳：1969年生，教授，中南大学应用化学硕士，主要从事光催化降解
龚升高：1988年生，副教授，湘潭大学化学工程与技术博士，主要从事多相催化
张春燕：1984年生，副教授，中南大学化学博士，主要从事绿色有机合成
刘水林：1989年生，讲师，湘潭大学化学工程与技术博士，主要从事多相催化
王庆：1978年生，讲师，湘潭大学化学工程与技术博士，主要从事绿色有机合成
伍素云：1988年生，讲师，中南大学化学工程硕士，主要从事光催化降解
五、主要研究成果
1. 提出和发展了基于能带结构设计提高可见光吸收的方法
（1）利用非金属元素(如N、S)的p轨道调控光催化材料的价带位置，提高可见光吸收；通过与窄带隙半导体的复合，提高可见光吸收。S2p、N2p轨道能级高于O2p轨道。采用硫化法实现非金属S对La3NbO7的掺杂改性，大大增强了其对可见光的吸收。采用溶胶凝胶法实现非金属N对TiO2在原子水平的掺杂改性，杂质能级的引入减小了TiO2的禁带宽度，增强其对可见光的吸收。N对TiO2的掺杂改性对其可见光的吸收能增强到425 nm左右，进一步通过与窄带隙半导体MoS2的复合大大增强其可见光吸收范围。
（2）利用过渡金属离子(如Cr3+)、稀土元素Sm的f轨道、Nb5+的d0结构和In3+的d10结构的特性，调控光催化材料的导带位置。近年来，利用太阳能将水分解制氢的光催化剂，主要集中在d区具有d0构型的复合氧化物 (如钛酸盐(Ti4+)、铌酸盐(Nb5+)及钽酸盐(Ta5+)等)和p区具有d10构型的复合氧化物（如铟酸盐(In3+)、锡酸盐(Sn4+)、锑酸盐(Sb5+)、锗酸盐(Ge4+)、镓酸盐(Ga3+)等），而这些光催化剂大多还仅在紫外光区稳定有效，研制和开发出高活性的可见光催化剂是半导体光催化分解水制氢技术发展的关键。项目完成人利用稀土元素Sm的f轨道、Nb5+的d0结构和In3+的d10结构在晶体场作用下的特性调控光催化材料的导带位置，首次设计制备了具有4f-d10-d0结构的可见光催化剂Sm2InNbO7，并进一步利用过渡金属离子(如Cr3+)对其掺杂改性，拓展其可见光吸收范围；Cr掺杂Sm2InNbO7的能带结构和态密度图表明了其导带组成情况。
2. 发展了提高光生电荷分离效率的方法
通过形成异质结光催化材料，利用其内电场增加光生电荷的分离效率，增强可见光催化活性.由于独特的结构，Bi2O3是可见光响应光催化剂的潜在候选者，其具有α、β、γ、δ、ε和ω等6种晶型，其中β-Bi2O3具有最高的可见光催化活性，相对低的量子效率限制了其在环境和能源领域方面的应用。发现通过与其他半导体结合形成异质结是一个有效的改善光生电荷分离、提升光催化活性的方法。项目完成人通过蚀刻法在β-Bi2O3表面原位形成异质结，可控制备了系列高性能 β-Bi2O3/BiOX(X=Cl、Br)异质结可见光催化材料，利用异质结内电场增加了光生电荷的分离效率，瞬时光电流实验可证实光生电荷分离机迁移的能力，异质结光催化剂β-Bi2O3/BiOBr的光生电荷的分离效率优于β-Bi2O3和BiOBr。
有研究表明N掺杂TiO2缺乏长期稳定性，反应性能和量子效率都较低。近年来，具有三叠层原子层(S-Mo-S)的典型过渡金属硫化物MoS2由于带隙窄、形貌多样及用途广而得到了广泛地关注。项目完成人通过简单的水热法制备了N 掺杂TiO2纳米颗粒和片状MoS2形成的异质结光催化材料N 掺杂TiO2/MoS2。荧光发射谱通常用来研究光生电荷的分离和复合，荧光发射强度越低，光生电荷复合越慢；N 掺杂TiO2复合MoS2后，光生电荷复合显著降低，从而其光生电荷分离效率大大提升，量子效率得到提高。
3. 以新型钛基材料为催化剂，率先提出环己胺绿色氧化高效制备环己酮肟的无溶剂研究
以氧气作为绿色氧源，采用高效环保的新型钛基催化剂，使环己胺和分子氧在无溶剂条件下液相氧化高效制备环己酮肟，该工艺绿色环保高效，避免了环己烷的低效氧化和羟胺的制备等工艺。为了提高活性组分二氧化钛的催化效率，将其负载在大比表面积、富含羟基的介孔分子筛MCM-41上。其中，30%TiO2/MCM-41催化剂在无溶剂条件下对环己胺液相氧化反应具有极好的催化性能，催化剂的反应效果最佳，此时环己胺转化率为78.4%，环己酮肟选择性高达89.1%。在催化过程中，亚胺也可能转化为环己酮肟和环己酮，而二氧化钛催化剂在亚胺的氧化反应中展现了较好的催化效率，且环己酮肟作为助催化剂，取得最高的目标产物选择性。
4. 明确了影响金属物种在SBA-15分子筛表面的分散程度的因素
（1）所制备的KF/M-SBA-15（M=Mg、Al、Zr、Zn、La或Ce）的介孔有序性与所引入的金属氧化物在其表面的分散程度有关。所引入氧化物中金属原子与载体中Si原子电负性接近且其氧化物共价半径也接近的金属氧化物，能够在其前驱体热分解后均匀分散于载体表面，有助于强碱性活性位点的增多。SBA-15基超强介孔固体碱催化剂能够有效抑制二丙二醇甲醚等的生成。
（2）系统探究了介孔固体强碱KF/Al-La@SBA-15中Al/La摩尔比对其结构和性能的影响。Al物种的加入，能够明显改变La物种在SBA-15介孔孔道中的分散行为；随着Al含量的增多，其比表面积、孔容及平均孔径均有所增大。而催化活性随着Al添加比例的增大，呈现先增后减的趋势。
通过CTAB-P123双模板剂的策略，将易团聚的Ce物种引入到SBA-15的框架中，可改变载体的表面能，有利于引入M (M=Al, Mg, Zr, Zn)金属氧化物在其表面的分散，所制备的KF/M@Ce-SBA-15的介孔结构比对应的KF/M-SBA-15与KF/Ce-SBA-15有序度高，且产生了超强碱活性位点。利用此种方法可有效解决部分金属氧化物在载体上团聚而影响催化活性的问题。
团队在2018-2021年所发表的相关论文：
[1] Shenggao Gong*, Ningning Gao*. Consideration of bottleneck effect of entire energy spectrum in bubble coalescence simulation[J]. Chemical Engineering Science. 2021, 236: 116501.
[2] LI Chang-Hong, LI Yu-Lin, LI Wei, et al. Hydrothermal synthesis, crystal structure and properties of a new binuclear nickel(III) complex with 3-(Pyridin-2-yl)-1,2,4-triazole[J]. Chinese Journal of Structural Chemistry, 2021, 40(3): 363-368.
[3] Li Wei, LI Chang-Hong, ZHOU Shui-qi, et al. Synthesis, crystal structure and characterization manganese(II) complex with o-benzoylbenzoic acid[J]. Chinese Journal of Structural Chemistry, 2021, 40(5): 631-636
[4] LingYun Wang, Xia Wang, Lijuan Ou, Ning Liu*, et al. Butterfly and chair clusters using N,O-chelating ligands: A combined crystallographic and mass spectrometric study[J]. Applied Organometallic Chemistry, 2020, 34(5): e5533.
[5] Liu Ning, Liu Shuilin*, Wu Suyun, et al. Preparation and Application of Matal-Based Mesoporous Solid Bases[J]. Progress in Chemistry, 2020, 32(5): 536-547.
[6] Shenggao Gong*, Ningning Gao, Luchang Han*, et al. A theoretical model for bubble coalescence by coupling film drainage with approach processes[J]. Chemical Engineering Science, 2020, 213: 115387.
[7] LI Chang-Hong, KUANG Yun-Fei, LI Wei, et al. Hydrothermal synthesis, crystal structure and properties of a new binuclear cage-like yttrium(III) complex Y2(TMBA)6(phen)2[J], Chinese Journal of Structural Chemistry, 2020, 39(11): 2016-2020.
[8] Xinde Tang, Zhengrong Wang, Ning Wu, et al. A novel visible-light-active β-Bi2O3/BiOBr heterojunction photocatalyst with remarkably enhanced photocatalytic activity[J]. Catalysis Communications, 2019,119: 119-123.
[9] Xinde Tang, Zhengrong Wang, Ning Liu, et al. A novel visible-light-active β-Bi2O3/BiOBr heterojunction photocatalyst with remarkably enhanced photocatalytic activity[J]. Catalysis Communications, 2019, 119: 119-123.
[10]YAN Jia-Jia, LI Chang-Hong*, LI Wei, et al. Hydrothermal synthesis, crystal structure and properties of a new copper coordination polymer [Cu2I(C7H5N4)2]n with 3-(2-pyridiyl)-1,2,4-triazole Ligand[J]. Chinese Journal of Structural Chemistry, 2019, 38(10): 1823-1827.
[11]Li Wei, LIU Yang, Li Chang-hong*, et al. Crystal Structure, electrochemical and fluorescent properties of a new copper(II) coordination polymer with 2,3-pyridinedi-carboxcylic acid[J]. Chinese Journal of Structural Chemistry, 2019, 38(11): 1940-1946.
[12]Xinde Tang, Zhengrong Wang, Wei Huang, et al. Construction of N-doped TiO2/MoS2 heterojunction with synergistic effect for enhanced visible photodegradation activity[J]. Materials Research Bulletin, 2018, 105:126-132.
[13]Xinde Tang, Zhengrong Wang, Yue Wang. Visible active N-doped TiO2/reduced graphene oxide for the degradation of tetracycline hydrochloride[J]. Chemical Physics Letters, 2018, 691:408-414.
[14]Xinde Tang, Changsong Ma, Ning Liu, et al. Visible light β-Bi2O3/BiOCl heterojunction photocatalyst with highly enhanced photocatalytic activity[J]. Chemical Physics Letters, 2018, 709:82-87.
[15]Shuilin Liu, You Kuiyi, Song Jinxuan, et al. Supported TiO2/MCM-41 as an efficient and eco-friendly catalyst for highly selective preparation of cyclohexanone oxime from solvent-free liquid phase oxidation of cyclohexylamine with molecular oxygen[J]. Applied Catalysis A: General, 2018, 568: 76-85.
[16]LI Wei, LI Yu-Lin, Li Chang-Hong*, et al. Synthesis, Crystal Structure and Properties of a new binuclear Copper(II) complex with 5-Oxo-4-oxa-tricycro[4.2.1.0]nonane-9-carboxylic-Acid(TNCA)[J]. Chinese Journal of Structural Chemistry, 2018, 37(5): 819-824.
[17]LI Chang-Hong, LI Wei, LI An-wu, et al. Hydrothermal Synthesis, Crystal Structure and Properties of one binuclear nikel(II) complex with 3-(2-pyridiyl)-1H-1,2,4-triazole. Chinese Journal of Structural Chemistry, 2018,(37)6: 1004-1008.
[18]Li Yu-lin, Li Wei, Li Chang-hong*, et al. Synthesis, crystal structure and properties of 1D heteronuclear cocalt(II)-Sodium polymer with bridging ligand 2-(2-hydroxy-3-methoxybenzylidene) hydrazinecarbothioamide(L). Chinese Journal of Structural Chemistry, 2018, 37(10): 1651-1655.
[19]Shenggao Gong, Luchang Han*, He'an Luo*. A novel multiscale theoretical model for droplet coalescence induced by turbulence in the framework of entire energy spectrum[J]. Chemical Engineering Science. 2018, 176: 377-399.
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[21]Chunyan Zhang, Jianxin Luo*, Wenjun Li, et al. Selective Recognition of Fe(III) in Aqueous Environment Over Covalently-Bonded Tb-Complex-Containing Fluorescent Porous Copolymer Microspheres[J]. Macromolecular Chemistry and Physics, 2018, 219(24):1800403.
[22]Chunyan Zhang, Jianxin Luo*, Lijuan Ou, et al. Luminescence Properties of Carbazole-Substituted Alq(3) Derivative: a Potential Multifunctional Fluorescent Sensing Material[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2018, 38(4): 1290-1297.