一、团队形成背景

2016年11月24日，国务院印发“十三五”生态环境保护规划。全社会生态环境法治观念和意识不断加强。但是，生态环境仍是全面建成小康社会的突出短板。因此，规划强调重点实施生态环保科技专项，包括实施水体污染控制与治理国家科技重大专项，实施大气污染成因与控制技术研究、典型脆弱生态修复与保护研究、煤炭清洁高效利用和新型节能技术研发、农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发、新型环保材料等重点研发计划专项。

2017年1月5日，国家能源局将发布《能源“十三五”规划》、《可再生能源“十三五”规划》及《太阳能发展“十三五”规划》。随着国际社会对保障能源安全、保护生态环境、应对气候变化等问题日益重视，加快开发利用可再生能源已成为世界各国的普遍共识和一致行动。在上述规划中，国家能源局强调了太阳能利用与转化的重要性，同时也提出其效率低等突出问题。因此，加强对太阳能利用与转化基础研究的投入势在必行。

本团队是在现有的“河南省太阳能催化工程技术研究中心”的基础上组建的，主要从事环境光催化、能源光催化、光催化材料的合成及表征、光电催化绿色合成等方面的研究。现有固定科研人员23人，其中教授3人，副教授7人，20人具有博士学历，1人为河南省科技创新杰出人才；1人为河南省学术技术带头人，4人为河南省教育厅学术技术带头人，2人为得河南省科技厅科技创新人才。

二、组建团队的目的及意义

催化技术是现代化工行业的核心技术，覆盖环境、能源、化工和生物等重要研究领域，是近代化学品、燃料、材料、医药、食品等生产和环境保护的支柱技术之一，是整个化学工业技术发展的核心内容。近几十年来，传统催化技术已成为化学工业开发和进步的动力与标志，是近年我国优先发展的高技术产业化重点领域。但是传统的催化技术存在能耗高、环境不友好等缺点。因此，大力发展绿色催化技术成为我国基础研究领域大力支持的对象。

近二十年来，以可持续能源太阳光为驱动力的光催化技术在全球各地争相发展。光催化技术是一种在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色催化技术，其核心是将太阳光应用到催化工业中，减少能耗、保护环境。

目前，经过国家的大力发展，我国光催化技术已经取得了很大进步。例如，在环境光催化领域，新型高效光催化剂已经在深圳实际应用到污水处理、开发出室内污染物治理喷雾、各类场馆自清洁涂层等；在能源光催化领域，国家已经成立了洁净能源国家实验室（大连）和光电国家实验室（武汉），这两个平台为国内光催化领域的最高平台。我国在《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中也将可再生能源制氢技术等列为优先发展的前沿技术，而光催化制氢就是其中之一。

本团队是在南阳师范学院化学与制药工程学院多年来进行能源与环境光催化研究的基础上，为顺应太阳能产业经济的发展而组建的，目的是凝聚一个光催化方面具有竞争力的科研团队，发挥团队合作的优势，提高科研人员的科研和学术水平，为国家、河南省、经济建设培养更多的专业人才。

同时，通过团队建设，将架起与外省、国家高水平科研平台、科研团队的桥梁和对外科技合作交流的窗口。团队的建设本着基础研究和应用研究相结合，突出基础研究，保障应用研究，服务地方经济为目的。努力开发具有自主知识产权的新产品和先进的催化工艺。

三、团队研究领域及方向

方向1：环境光催化

①光催化空气净化：主要研究氮氧化物和室内VOC气体消除机理，并且为相关企业（如，南阳市凌宝珠光颜料有限公司）提供技术支持。

②光催化处理水体污染物：主要针对南水北调水源中的重金属离子和可持续有机污染物、南阳油田钻井反排液、药厂污水进行光催化降解，并研究这些污染物被光催化分解的机理。为南水北调中线水源区环境修复提供技术支持。

③光催化消除有害生物体：生物光催化是光催化领域的新兴方向，我们拟开展的研究领域主要包括光催化杀毒藻、低等动物。

方向2：能源光催化

①光催化太阳燃料制备

光催化分解水制氢：主要侧重效能的提高，研究助催化剂优化和溶液体系优化，以及光热协同增强机制。

②光催化还原二氧化碳制燃料：主要研究CO2还原生成燃料的选择性、反应器优化、光催化材料涂层性能以及光催化CO2还原机理研究。

③光催化固氮：将空气中的氮气光催化还原为NH3，从而将H2进行储存。其次，NH3的燃烧值较高，可以做为能源气体。

方向3：光催化材料的制备

①无机半导体光催化材料

新型铋基光催化材料：用于环境光催化、光催化固氮、光催化绿色合成和光催化CO2还原的铋基光催化剂（BiOX、BiVO4、Bi2WO6）。

②金属有机框架光催化材料：金属有机框架化合物有于其独特的孔结构和活性金属元素中心，在气体吸附及催化方面表现出优异的性能。本实验室拟开展光催化型金属有机框架材料合成及性能研究。

③有机聚合物光催化材料：对g-C3N4进行复合，提升其光催化性能。研究新型合成有机聚合物光催化材料的制备方法。

④生物体/纳米材料杂合光催化体系：制备合适的生物体/纳米材料杂合光催化体系用于协同制氢、协同固氮、协同还原CO2。

方向4：光电催化催化绿色合成技术

合成合适氧化还原能力的光催化材料，进行光催化绿色合成反应机理研究。以药物分子合成作为导向，选取一些重要的药物分子基本骨架作为合成目标，采用光、电化学有机合成等新型合成策略。如，光催化氧化串联反应、氧化脱氢交叉偶联反应、双官能团化反应等。开发新型的有机合成方法学来构建这些药物分子骨架。可以有效地减少传统有机合成方法所带来的重金属残留，有毒废物的排放问题。

四、“标志性”成果和创新性贡献

近5年，本团队共承担科技部“973”预研项目1项，国家自然科学基金委项目25项，河南省科技厅项目3项，河南省高校创新人才2项，科研资金1387.4万元。发表SCI收录论文176篇，其中SCI一区论文71篇，二区论文69篇，ESI高被引用论文10篇。获得国家授权发明专利31项。获得河南省自然科学学术奖、河南省教育厅科技进步奖、河南省教育厅科技成果奖优秀科技论文奖10项。

五、培养计划

牢固树立“人才资源是第一资源”，“人才战略是基础战略”的人才工作理念，树立科学的人才观。在人才培养上首先要形成一个有利于创新型人才成长的舆论环境。二要为创新型人才创造一个良好的工作环境，三要为创新型人才提供一个保护环境

采取特殊的措施和政策,积极选拔、扶植和培养一批新的德才兼备的学术带头人,配备合理的梯队,建立创新型人才培养机制，采取强化培养与鼓励探索相结合、岗位锻炼与对外交流相结合、梯队建设与团队建设相结合的方式，把继续教育与培训作为人才队伍建设的重要一环。完善分配激励机制，建立人才与业绩挂钩的奖励制度，激励人才的快速成长。

通过三年建设，使团队的自主创新能力明显增强，新增省学术技术带头人1-2人，教育厅学术技术带头人1-2人，河南省创新人才1-2人，教育厅科技创新人才2人，晋升高一级专业技术职务5人，继续引进相关专业博士人才10人左右，每年出国学习、交流2人次，国内学术交流30人次，组织学术会议1-2次，创新团队的整体学术水平达国内领先水平。

六、在国内外所处地位以及成果应用推广情况

河南省光催化创新型科技团队是河南省唯一的光催化领域科研团队，在国内外有较高的声誉。2015年，环境与能源光催化重点实验室谢海泉教授、叶立群博士入选英国皇家化学会期刊“Top1%高被引中国作者”榜单（http://blogs.rsc.org/china/2016/05/12/2015年度英国皇家化学会期刊“top-1-高被引中国作者”榜/）。2012年，环境与能源光催化重点实验室叶立群博士论文入选英国皇家化学会期刊“Top1%高被引论文”榜单（http://blogs.rsc.org/china/2015/02/25/2014年度英国皇家化学会期刊“top-1-高被引中国学者”榜/）。2016年，环境与能源光催化重点实验室在能源光催化领域的研究成果被X-MOL报道（http://www.x-mol.com/news/3902），引起国内外学者广泛关注。两年一次的全国太阳能光化学与光催化学术会议，环境与能源光催化重点实验室叶立群博士连续两届（2014年、2016年）做邀请报告。2016年12月，叶立群博士又被邀请参加第一届铋系光催化材料研讨会，与朱永法、张礼知等国家杰出青年基金获得者一起做邀请报告。

• 徐坤博士2017年应邀在Chemical Reviews上发表了Use of Electrochemistry in the Synthesis of Heterocyclic Structures的综述，从分子内环化和分子间环化两大类成环策略进行论述，并对一些特殊的杂环化合物的药物用途进行了介绍。

• 叶立群博士等应邀在化学类顶级期刊Coord. Chem. Rev发表题为Bismuth-rich bismuth oxyhalides for environmental and energy photocatalysis的综述论文。该论文详细讨论了复杂卤氧化铋的合成、改性以及在环境和能源光催化中的应用，并对复杂卤氧化铋的未来研究趋势进行了展望。

• 叶立群博士2017年和香港中文大学王保强教授合作，结合化学、材料、生物、能源等学科研究了表面沉积有硫化镉纳米颗粒的大肠杆菌在可见光照射下产氢能力，同时研究揭示了氢气量增加的主要原因。成果发表在材料类顶级期刊AdvancedEnergy Materials。

• 张胜、徐坤博士通过光氧化还原催化剂的光催化作用，以肉桂酸和脂肪羧酸、氨基酸衍生的酯作为原料在光照的条件下经由双脱羧反应历程，实现了反式烯烃的构建，为反式烯烃的合成提供一个节能环保的绿色工艺路线。研究成果以论文的形式在Chem.Commun.（2017, 53,10719-10722，一区，IF=6.317）；在此研究基础之用Ir配合物作为光催化剂，在蓝色LED灯照射下，实现羧酸化合物的脱羧反应进而与活化的烯烃进行Michael加成，然后经过酸性水解即可得到多种取代基类型的醛类化合物。经典的合成醛类化合物的方法是采用CO/H2作为合成气，和烯烃经由氢甲酰化反应制得。该研究成果为醛类化合物的构建提供了一个绿色、经济的合成路线。研究成果以论文的形式在Chem.Commun.（DOI: 10.1039/c7cc06252d，一区，IF=6.317）。

• 2017年我校化学学科的自然指数（Nature Index）排名位于中国科研机构综合排名第102位，连续两年在省内排名第4。在2017年中国校友会网艾瑞深综合学科排名中，我校化学学科在河南省内也是排名第4。在这些指标中本团队的科研成果提供了较大的支持。

在过去的五年时间里，本团队发表的研究论文已经有10篇入选为ESI高被引用论文。以上这些荣誉在河南省光催化领域都排在首位，充分说明了本团队在国内外高的影响和地位，为我们申请河南省光催化创新型科技团队奠定了良好的基础。

七、未来目标

1、总体目标

河南省光催化创新型科技团队主要任务是根据国内外相关学科发展趋势和国内经济建设的需要，以优势学科、高新技术及产业发展为研究重点，鼓励和提倡多学科交叉研究，追踪国内外科技发展的前沿，开展应用基础研究，聚集和培养高层次科技人才，为推动光催化和太阳能产业发展提供知识储备和科技支撑。经过三年的建设和发展，使河南省光催化创新型科技团队能够突出基础研究，兼顾应用研究，横向联合，协调发展，成为在国内具有一定影响的创新型科技团队。

2、近期目标

① 科研目标：按照发展规划，平均每年开发一种新型高效光催化剂，并且进行推广。拟定三个研究方向（环境光催化、能源光催化、光催化材料），研发具有自主知识产权的光催化先进技术。3年内，争取承担完成省部级以上科研项目20项，经费达到500万元，获得奖励市厅级以上奖励3项，在SCI期刊发表学术论文60篇以上，申请科技发明专利10项以上，取得一批标志性成果。

② 人才培养目标：培养相关领域的高层次人才并凝聚一支服务于光催化的高层次人才队伍。对现有人员通过应用研究、科技开发以及与合作单位的共同科技攻关，努力培养应用能力、实践能力、创新能力、生产能力，完成研究队伍素质的整体提高。通过不同方式引入二类人才：一是高校博士研究生、博士后，引入这部分人才主要是从根本上团队的技术人才；二是从国内外高校聘请教授、专家担任中心的专业技术顾问，这些顾问参与团队的发展、项目规划及具体的专业技术指导。通过3年的建设，争取2项河南省高校科技人才创新支持计划、2个河南省教育厅学术技术带头人称号、1项河南省高校创新团队，1项河南省科技创新团队，实验室成员境外访学6人次，培养10名左右专业硕士研究生。

③ 交流与合作目标：团队继续保持在对外开放和合作交流方面的优势，积极开展国际和国内合作与学术交流。在重点研究方向上，进一步加强与中国科学院兰州物化所、香港中文大学、南京大学、武汉大学、中国地质大学、北京航空航天大学、陕西师范大学、江苏大学、西南石油大学、重庆工商大学等单位合作，深入开展了铋基光催化材料开发，光催化降解环境污染物，光催化制备太阳能燃料的研究。拓展光催化材料的应用领域，开发相关产品。

每年均邀请国内外著名学者来校进行讲学和开展合作研究不少于10人次，选派优秀人员出国学习、深造和进行合作交流不少于2人次，参加国内外学术会议不少于10人次。接受外单位研究生与团队合作研究，加强与国内外同行的学术交流，就相近的课题开展合作研究。

④ 科研条件平台建设目标：通过3年建设，使本团队达到30人的规模，其中博士25人以上。固定资产达到2000万，团队实验室面积达到1500m2。

3、远期目标

从长远看，河南省光催化创新型科技团队将申请建设省级实验室，组建科技公司，独立进行太阳能技术方面的产品研发、生产、销售、服务。

4、研究内容

计划要开展的研发项目：

①二维卤氧化铋高效可见光催化剂开发

②南水北调中线水源区污染物光催化降解

③油田污水、药厂污水光催化降解。

④系统开展能源光催化方面的研究工作。包括光催化分解水制H2，光催化还原CO2制碳氢燃料。

⑤继续进行新型可见催化剂的开发工作。

⑥将光催化杀细菌、低等有毒生物应用到污水处理；光催化杀真菌应用到生态农药。

⑦探索光催化固N2、有机合成机理与应用可行性。

⑧光催化降解设备的研制及光催化工艺的研究。

科研成果转化及转让取得的效益：

河南省光催化创新型科技团队将与我们现有的河南省太阳能催化工程技术研究中心一起，通过共建联合产业实验基地把科研单位和生产企业组织成一体共同进行技术、产品的推广和应用，即科研单位在实验基地对技术进行生产放大，企业在转化过程开始阶段就直接参与，有效地保证项目开发的实用性和先进性，提高科技成果的转化效率和产业化成功率。

利用河南省太阳能催化工程技术研究中心的技术平台优势，与其他科研院所及企业进行广泛的技术合作，实验室自主开发或面向相关行业、企业承接智能化产品研究的开发任务，按照国家的相关政策，制定严格的管理制度，以开放，灵活，高效，规范为基本原则组成不同合作模式的课题组，目的就是更好的加快研制成果的熟化，缩短成果转化周期，使更多的科研成果走向应用。