大气氧化性对气溶胶蛋白类物质存在及大气反应过程影响的研究 

大气气溶胶蛋白类物质是检测生物气溶胶的一类重要指标，其存在会改变气溶胶的组成及其理化性质，对大气环境，气候乃至人群健康带来影响。在城市大气环境中，人类活动对气溶胶蛋白类物质存在巨大的影响。在污染条件下，大气氧化剂和污染物可与蛋白类物质发生大气化学反应，从而改变蛋白质的结构和性质，进而影响它们在大气环境中的存在寿命及其环境和人群健康效应。

  赖森潮团队与天津大学傅平青课题组合作于2014年北京APEC会议召开前后开展了大气气溶胶蛋白类物质的观测和研究，发现了：（1）APEC会议期间严格的排放控制措施显著降低了PM2.5中蛋白类物质的浓度水平，显示人为活动对气溶胶蛋白类物质存在重要的影响。（2）大气污染条件极大地影响了气溶胶蛋白类物质的存在与变化，特别是APEC会议前后和昼夜大气氧化剂的组成和环境条件的变化影响了气溶胶蛋白类物质的大气反应过程。相关研究成果发表于Environmental Science & Technology. 2019, 53, 7380-90。

纳米技术应用于光催化低浓度CO₂还原

利用光催化技术，在太阳能的驱动下直接将工业废气中含有的低浓度CO₂还原为化工原料或碳基燃料为工业废气资源利用和缓解全球气候变化提供了一个有非常有潜力的解决途径。林璋教授团队通过超声法结合水辅助冷冻干燥，成功制备了Ni MOFs单层纳米片。在模拟工业废气中的CO₂浓度氛围下，Ni MOFs单层纳米片表现出的光催化CO₂还原效率不仅高于目前文献报道的低浓度CO₂还原体系的效率，还超过了大部分在纯CO₂氛围下的催化体系的效率。而同构的Co MOFs在低浓度下几乎没有活性，说明在MOFs的金属核心对于该催化体系具有重要作用。实验数据和DFT计算发现CO₂的吸附是整个过程的关键步骤。通过合成其它的Ni/Co MOFs, 证明了Ni MOFs在提高CO₂还原的选择性方面有普遍的优越性。该成果以Very Important Paper的形式发表在Angew. Chem.

  在上述工作基础上，林璋教授团队深入研究了CO₂吸附和转化效率的关系。通过简易的模板法制备了两种同构的尖晶石氧化物 (NiCo₂O₄ HCs 和 Mg Co₂O₄ HCs)用于低浓度CO₂光催化还原，结合一系列实验表征和理论计算，确定了CO₂吸附、活化与CO₂光催化还原效率的关系，即：只有能够参与后续活化过程的CO₂吸附才能促进整个催化活性，才是有效的吸附。该研究成果发表在Applied Catalysis B: Environmental上，为用于CO₂光催化还原及工业废气的资源化利用的高效催化剂设计提供了崭新的理论。