劉海弟陳運法

(中國科學院過程工程研究所多相復雜系統(tǒng)國家重點實驗室，北京 100190)

鐵摻雜的高比表面二氧化硅的制備及其苯酚降解性能

劉海弟＊陳運法

(中國科學院過程工程研究所多相復雜系統(tǒng)國家重點實驗室，北京 100190)

研究了以聚乙二醇為模板劑、正硅酸乙酯(TEOS)為硅源制備鐵摻雜的多孔二氧化硅的方法。開發(fā)了一步完成多孔材料制備和摻雜的新工藝。研究了不同的鐵元素摻雜量對樣品性能的影響。采用低溫氮吸附、SEM、FTIR、XRD方法表征了樣品的比表面、孔結構和表面基團等信息。最優(yōu)樣品比表面大于700 m2·g-1、孔容大于1 mL·g-1。研究了所制備的多孔材料和雙氧水共同降解水中苯酚的能力，研究發(fā)現(xiàn)負載鐵的催化劑可以在很寬的pH值范圍內(3～8)和雙氧水協(xié)同使用，這可能是因為鐵元素被牢固負載于多孔二氧化硅的骨架上，避免了其在高pH值下發(fā)生的水解反應。

二氧化硅；多孔；Fenton試劑；苯酚；催化降解

0 引 言

介孔二氧化硅由于其巨大的比表面、豐富的孔道、優(yōu)異的吸附性能而經常應用于催化劑載體、污染物吸附劑、環(huán)境凈化功能材料、高效液相色譜填料、氣體分離材料、絕熱材料等領域。目前，已經有制備M41S[1-2]、SBA-n[3-6]、HMS[7-8]等多種具有不同孔結構和孔尺寸的介孔二氧化硅的報道。本課題組曾利用聚乙二醇等廉價有機模板制備了高比表面、大孔容的無規(guī)多孔二氧化硅材料[9]，該材料在沒有分子擇形要求的催化反應場合具有較好的應用前景。然而，由于二氧化硅的相對惰性，只有對多孔二氧化硅材料進行有效的金屬元素摻雜才能使之獲得較好的催化能力；同時因為鐵元素是催化反應最常用的元素之一，因此研究鐵對多孔二氧化硅的摻雜具有重要意義。

多孔二氧化硅常見的摻雜鐵的方法有浸漬法、模板劑離子交換法、原位合成法和“雙溶劑”法。其中浸漬法過程繁瑣，為獲得較高的負載量必須把浸漬和焙燒過程反復多次，且事先不能準確預測金屬元素的負載量。模板劑離子交換法[10-11]是針對采用陽離子季銨鹽為模板的多孔二氧化硅的新穎摻雜方法，其過程是將未經灼燒和脫模板的多孔材料浸泡于鐵離子溶液中，利用多孔材料當中的陽離子季銨鹽和鐵離子之間的離子交換完成鐵元素的負載，該負載方法均勻性好，但過程較為緩慢，負載量也難以提高。原位合成法是在合成多孔材料的同時將鐵離子加入合成體系中，使之原位負載于多孔二氧化硅內，但該方法主要針對酸性條件下合成的多孔二氧化硅。

當二氧化硅載體在堿性條件下制備時，該方法只能獲得很低的負載量，因為一旦加入的鐵離子過多，則會在多孔二氧化硅材料還未形成之前就遇堿反應生成粗大的Fe(OH)3沉淀，難以完成鐵的均勻負載?！半p溶劑”法[12]是將多孔二氧化硅材料投入油性溶劑中(如環(huán)己烷)，再加入金屬離子的水溶液，由于二氧化硅具有親水性，金屬離子水溶液會自發(fā)進入多孔材料孔道內部，經過灼燒便可完成摻雜。該方法過程相對簡單，但其摻雜量仍然受到金屬離子溶液濃度和多孔材料孔容的限制。

本研究通過向多孔二氧化硅制備體系中添加三乙醇胺的方法，成功避免了堿性體系中鐵離子的沉淀問題，解決了在堿性條件下制備多孔二氧化硅時無法進行原位鐵摻雜的難題，一步完成了多孔二氧化硅制備和鐵元素的摻雜。該過程可事先準確預測材料中鐵的負載量，且在Fe和Si元素物質的量比高達1∶5時，材料的比表面仍然高于700 m2·g-1。研究還發(fā)現(xiàn)所制備材料可以在很寬的pH值范圍內(3～8)催化H2O2對苯酚的催化降解反應。

1 實驗部分

1.1 主要原料和試劑

無水乙醇EtOH(CH3CH2OH)、正硅酸乙酯TEOS[Si(OCH2CH3)4]、鹽 酸(HCl 37wt%),、氨 水(NH3·H2O 28wt%)、聚乙二醇(PEG：MW2000)、硝酸鐵[Fe(NO3)3·9H2O]、苯酚(C6H6O)、三乙醇胺[(HOCH2CH2)3N]、雙氧水(H2O2，30wt%)均為分析純，北京益利化學試劑公司。實驗中的用水均為去離子水。

1.2 實驗方法

1.2.1 TEOS 預聚合

取10 mL TEOS溶于30 mL無水乙醇中，加入0.3 mL濃鹽酸和0.6 mL去離子水，冷凝回流和磁力攪拌下在85℃水浴中反應3 h，將所得透明均一溶液取出，待用，命名為PTEOS。

1.2.2 鐵摻雜的多孔二氧化硅的制備

將5 g PEG2000溶于所得的PTEOS溶液中，將一定量的Fe(NO3)3·9H2O溶解其中，并加入3倍于鐵元素物質的量的三乙醇胺，在劇烈攪拌下在20 s內加入8 mL濃氨水(由于三乙醇胺的屏蔽作用，因此Fe3+在遇到氨水時不發(fā)生沉淀)，而后將所得紅褐色均一溶液，靜置，溶液在3 h內凝膠，凝膠強度較好，具有一定彈性，將該凝膠在70℃烘箱中烘干48 h，在馬弗爐中煅燒(室溫至 650℃，2℃·min-1；650℃下保持6 h)，得摻雜鐵元素的多孔二氧化硅材料。樣品命名為Si/Fe-x，x代表樣品中二氧化硅和鐵元素的物質的量的比值。

1.2.3 鐵摻雜的多孔二氧化硅的表征

將樣品研磨粉碎后，采用Beckman Coulter SA3100型氮吸附比表面儀測定其比表面和孔容(250℃、抽真空狀態(tài)下預處理5 h)，采用Philip XPert Pro型X射線衍射分析儀分析其中金屬氧化物的晶型(測試條件：Cu靶，Kα 射線，Ni濾波,管電壓 40 kV，電流 30 mA，λ=0.154 18 nm；2θ范圍 10°～90°；步長 0.017°)。用 JSM-6700F 型場發(fā)射掃描電子顯微鏡分析樣品的斷面形貌(加速電壓30kV)，采用德國布魯克公司Vertex70型紅外光譜分析儀(FTIR)進行樣品表面基團分析，測試范圍為4 000～400 cm-1，以色譜純 KBr壓片(22 MPa,2min)。

1.2.4 苯酚的降解實驗

苯酚降解實驗在如圖1所示的裝置中進行，將模擬含酚廢水和一定量催化劑置于帶有夾套的石英反應器中，用鹽酸或氫氧化鈉溶液調節(jié)其pH值至所需值，打開恒溫水浴循環(huán)泵，待反應器中溫度穩(wěn)定后向其中加入適量雙氧水，反應結束后取出反應液，濾去催化劑，分析其苯酚含量并檢測其CODCr值。苯酚含量采用4-氨基安替比林分光光度法測定，而CODCr按照國標方法測定(國標GB7490-87)，測定前需要對反應液進行適當比例的稀釋。

2 結果與討論

2.1 不同的鐵摻雜量下多孔二氧化硅的比表面分析

表1給出了不同鐵摻雜量的多孔二氧化硅樣品的比表面結果，可知：其比表面較高，這是因為聚乙二醇在凝膠體系中撐出孔道的結果，樣品Si/Fe-20，Si/Fe-15，Si/Fe-10，Si/Fe-5 的比表面均在 700 m2·g-1以上，接近介孔分子篩的比表面數(shù)值?？芍痉椒ǚ浅Ｓ欣诘玫礁弑缺砻娑嗫撞牧?。當Fe的摻雜量提高到 nSi/nFe=2.5時，樣品的比表面顯著降低至430 m2·g-1，這很可能是因為過多的鐵離子在煅燒過程中形成了無孔的鐵氧化物顆粒，所以樣品的比表面明顯降低，且其孔容也降低至 0.528 mL·g-1。

表1 不同鐵摻雜量下多孔二氧化硅樣品的比表面、平均孔徑和累積孔容Table 1 BET surface area,average pore size and pore volume of the as-made porous silica samples under various iron loadings

2.2 鐵摻雜量對樣品孔結構的影響

各樣品在77 K下對氮的等溫吸附線和孔徑分布如圖2(a)所示。根據IUPAC的劃分方法，各種樣品的等溫吸附線均可以大致劃為IV型，說明樣品中含有能導致N2吸附過程中發(fā)生毛細管凝結的介孔。另外，除樣品Si/Fe-2.5的等溫吸附線較為低平以外，樣品 Si/Fe-20，Si/Fe-15，Si/Fe-10，Si/Fe-05 的等溫吸附線均較在P/P0≈1處上升到較高的高度且形狀非常類似，可見由于鐵摻雜量太高，樣品Si/Fe-2.5的孔道中很可能產生了較大的鐵氧化物顆粒，因此其孔結構相對于其他樣品明顯不同。從孔徑分布圖可以看出，樣品 Si/Fe-20，Si/Fe-15，Si/Fe-10，Si/Fe-05均在8～10 nm左右取得最可幾孔徑，其孔容隨鐵摻雜量增大而減小，樣品Si/Fe-2.5的孔徑分布很寬，且其最可幾孔徑向小孔方向移動。從孔容和比表面的考慮來看摻雜鐵的多孔二氧化硅以摻雜量為nSi/nFe=20～5為宜。

2.3 樣品的XRD分析

圖3是樣品Si/Fe-20，Si/Fe-15，Si/Fe-10，Si/Fe-5，Si/Fe-2.5的 XRD圖，由圖可知，這些樣品的圖中均出現(xiàn)了微弱的尖峰，這可能是鐵氧化物的衍射峰，但其強度很弱，這可能有兩個原因，首先：該方法得到的多孔二氧化硅的孔壁為無定型結構，所以在20°～40°范圍內會有一個大峰包，淹沒了很多鐵氧化物的衍射峰。再者，鐵氧化物在二氧化硅骨架中高度分散，其衍射峰非常微弱，所以易被無定型二氧化硅的峰包所淹沒。另外可以看到：樣品Si/Fe-20，Si/Fe-15，Si/Fe-10都表現(xiàn)出了常見的無定形二氧化硅的峰包形狀，可見其中鐵的摻雜量還不足以明顯干擾其XRD圖，但樣品Si/Fe-5和Si/Fe-2.5均表現(xiàn)出了明顯的基線抬高，這是高度分散的鐵氧化物在采用Cu Kα為衍射源時常見的現(xiàn)象。說明這時鐵的負載量較高，已有鐵氧化物相產生，但仍不能確定該鐵氧化物的晶型。

2.4 樣品的FTIR分析

圖4是樣品Si/Fe-20，Si/Fe-15，Si/Fe-10，Si/Fe-5，Si/Fe-2.5 在波數(shù) 800～1 500 cm-1范圍內的 FTIR譜圖。由圖可知當鐵的摻雜量不斷加大時，樣品在960 cm-1處的吸收峰不斷增強，以至于并入了1090 cm-1處Si-O-Si基團的對稱振動峰。其可能的原因是Si-O-Fe鍵的存在會在1 034～954 cm-1附近產生吸收峰，而該吸收峰會因鐵負載量的增大而向低波數(shù)方向移動并不斷增強，這也和SiOH與FeOH基團之間相互作用的增強有關?？梢酝茢噼F的摻雜對材料的表面OH基團發(fā)生了影響[13]。

2.5 樣品的SEM分析

圖5給出了樣品Si/Fe-20和Si/Fe-2.5凝膠顆粒斷面的SEM照片，樣品Si/Fe-15和Si/Fe-5的斷面SEM照片和樣品Si/Fe-20的非常類似，文中沒有給出。從照片可以看出，雖然孔道的尺寸和精細結構難以判斷，但可以斷定樣品顆粒中存在豐富的孔隙。隨著鐵摻雜量的加大，樣品Si/Fe-2.5中出現(xiàn)了塊狀和片狀的顆粒(見圖5b中標記)，這可能由于鐵摻雜量太大，過多的鐵物種沒有能完全均勻分散在多孔二氧化硅骨架內部，一部分以片狀顆粒的形式出現(xiàn)在樣品中，結合XRD分析的結果可知，這些片狀顆粒仍然沒有表現(xiàn)出清晰的XRD衍射峰，這可能是因為這些片狀顆粒并非純的鐵氧化物，而可能是無定形或結晶度很差的類硅酸鐵系列的物質。

2.6 樣品的生成機理

圖6給出了該鐵摻雜的高比表面二氧化硅的合成機理：首先，TEOS在少量鹽酸和水的催化作用下水解縮聚成為鏈狀或枝狀的硅氧聚合物PTEOS，而后PEG、三乙醇胺和硝酸鐵均溶入該體系中形成透明均一的溶液，隨著氨水的加入，PTEOS分子鏈上剩余的乙氧基會發(fā)生水解和縮合，并在其分子鏈間的搭接點發(fā)生連接，進而產生大型空間網絡狀結構；使體系逐漸失去流動性而形成具有較高強度的凝膠，在凝膠形成的同時，高度分散的PEG分子鏈被“凍結”在凝膠塊中，并在后來的灼燒過程中氣化散失，這賦予材料較高的比表面和孔容。雖然PTEOS是在氨水的催化作用下聚合并凝膠，但該過程中并不發(fā)生Fe3+的沉淀反應，這是由于事先加入的三乙醇胺對Fe3+進行了有效的屏蔽，因此鐵元素非常均勻的分散于二氧化硅凝膠當中，經過灼燒之后形成了牢固固定于多孔二氧化硅骨架當中的鐵氧化物。由于反應物中的鐵元素全部留在多孔二氧化硅當中，該摻雜方法可以事先精確預測材料的鐵負載量，這也是本方法的優(yōu)勢之一。

2.7 樣品對雙氧水降解苯酚的催化性能

2.7.1 初始pH值對降解效果的影響

在圖1所示的裝置中，加入濃度為1 mg·mL-1的苯酚溶液(CODCr=2388 mg·L-1)和樣品 Si/Fe-20(0.1wt%)，用鹽酸和氫氧化鈉調節(jié)其 pH 值為 3、4.8、7.1、8、9、10，控制溫度于 333 K，雙氧水初始濃度為0.3wt%，反應2 h，反應液取出后檢測其苯酚含量，并測量其CODCr。其實驗結果如圖7?？芍?，在Si/Fe-20存在的情況下，雙氧水對苯酚的降解效果很顯著：當pH在3～8的情況下，體系中苯酚濃度降低了94%以上，CODCr也從原來的2 388 mg·L-1降低到了1200～1400 mg·L-1的范圍內，下降了50%左右?？梢娫摲磻w系不但對苯酚進行了催化降解，還可能對苯酚氧化的初級產物苯二酚進行了進一步氧化，導致了體系的CODCr的明顯降低。然而該反應體系的降解能力在pH值大于8時迅速喪失，在pH值為9和10的兩個實驗中，苯酚含量幾乎沒有下降，且其CODCr幾乎和原苯酚溶液相同。可見該反應體系對pH值非常敏感，其原因在于Fenton試劑的作用機理。文獻[14]對Fenton試劑的作用機理進行了深入的討論，本文不再贅述。據該反應機理可知，過高的pH值降低Fenton試劑降解作用的原因有三：(1)較高的pH值下鐵離子催化H2O2產生·OH自由基的反應會被抑制；(2)較高pH值下雙氧水會發(fā)生無效分解；(3)在較高pH值下Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）會發(fā)生水解反應，造成降解反應過程的終止。如眾多文獻的報道：Fenton試劑的適宜pH值在2～4之間。

從實驗結果可以看到，負載在無規(guī)多孔二氧化硅上的鐵元素和雙氧水組成的Fenton體系竟然可以在pH=8的情況下發(fā)揮作用，遠大于Fenton試劑常見的起作用pH值范圍。其可能的原因如下：1)鐵元素被固定在了-Si-O-Si-的骨架中，無法自由移動并成鍵，所以不會發(fā)生水解反應而損失。這導致該反應體系在較高pH值下仍然具有一定的苯酚降解作用；2)苯酚在被降解的過程中先產生苯二酚、苯醌等物質，并產生氫離子，而后進一步氧化導致苯環(huán)斷裂而產生脂肪酸，所以在較高pH值時只要體系中少量苯酚被降解，則產生的氫離子和脂肪酸會將體系的pH值降到適合Fenton試劑作用的pH值范圍，從而為進一步的苯酚降解創(chuàng)造條件。實驗中發(fā)現(xiàn)，pH值為8的反應體系在反應結束時pH值降到了2左右，這也證明了上面第二條假設的合理性。

為了證明這一猜測，在初始pH＝5.5時重復上述實驗，其他實驗條件不變，在不同反應時間取出少量反應液，測量pH值后用硫代硫酸鈉淬滅氧化反應，然后檢測反應液中的苯酚含量，得到如圖8所示的結果：可知苯酚的催化降解分為兩個階段，前30 min是反應的預備期，此時苯酚降解非常緩慢；在30 min以后，苯酚迅速降解，反應進行至60 min時苯酚已降解了92%。而對體系的pH值進行跟蹤可知：反應剛開始時，體系pH值為5.5，反應進行很慢，說明pH=5.5不利于反應，然而Si/Fe-20具有一定的抗水解能力，所以仍然有少量苯酚發(fā)生降解，其降解產生的有機酸使體系的pH值下降；當反應至30 min時，體系的pH值下降到了4.5，比較接近Fenton試劑適合的反應條件，反應立即快速進行，并在30 min后使苯酚濃度下降了92%。

從以上研究結果還可以看到，雖然這種負載型的非均相Fenton試劑體的pH值作用范圍很寬，但在pH?4的情況下，苯酚被催化氧化的過程仍很緩慢，而當pH值接近4時，反應速度大大加快，因此可以推斷，該催化劑催化H2O2降解苯酚的機理可能仍然服從Fenton試劑的反應的基本原理。

2.7.2 反應溫度對苯酚降解效果的影響

在苯酚濃度 1 mg·mL-1(CODCr=2388 mg·mL-1)、催化劑Si/Fe-20用量0.1wt%、初始pH值為5的情況下研究不同溫度時苯酚催化降解的效果。選擇的溫度為293、313、333和353 K，雙氧水初始濃度為0.3wt%，反應 2 h，實驗結果如圖9示。

從結果可知：在不同溫度下反應，苯酚的濃度降低效果相差不多，均在94%～97%之間，但體系的CODCr因反應溫度的上升而有所降低 (從1620 mg·L-1降低至1 140 mg·L-1)?？梢姕囟壬邔Ρ椒拥纳疃冉到庥兴龠M。然而353 K下苯酚CODCr相對于333 K下的來說只多下降了4.3%，可見353 K下進行反應意義不大，還要耗費更多的熱量。所以后面的反應一般選擇反應溫度在313～333 K。室溫293 K下反應時，雖然苯酚含量下降了95%左右，但體系的 CODCr值仍較高(為 1620)，相對 1 mg·mL-1的苯酚溶液下降了32.2%?？芍^低溫度下反應雖然苯酚的去除效果仍較好，但不利于苯酚降解產物的深度氧化。溫度升高可以加快Fenton試劑中發(fā)生的諸多基元反應的速度，所以溫度對·OH濃度的影響十分復雜，但從實驗結果可知，該反應體系的氧化能力會隨著反應溫度的提高而加強。

2.7.3 不同鐵摻雜量的催化劑的反應效果

實驗還考察了鐵摻雜量不同的各樣品的催化能力。實驗發(fā)現(xiàn)樣品的催化能力較高，為了使樣品間易于比較，選擇很低的催化劑用量(0.02wt%)，苯酚濃度 1 mg·mL-1(CODCr=2 388 mg·mL-1)，控制初始 pH為4、溫度為333 K。雙氧水初始濃度為0.15wt%，反應 2 h，催化劑為 Si/Fe-20、Si/Fe-15、Si/Fe-10 和 Si/Fe-5，實驗結果如圖10所示。

可知，鐵摻雜量的增加對苯酚的催化降解有輕微影響，較高的鐵負載量下苯酚的降解率也較高些，但變化不大，均在75%和83%之間。另外，體系的CODCr變化也不大，均在 1 670 mg·L-1和 1 805 mg·L-1之間。可見：雖然可以通過提高鐵摻雜量來改善苯酚的催化降解效果，但其作用不大，鐵的摻雜量在4.4%(Si/Fe-20)和 5.8%(Si/Fe-15)便有較好的降解效果了。

2.7.4 催化劑的使用壽命

實驗還考察了樣品Si/Fe-15在多次使用后的催化能力保持情況，研究發(fā)現(xiàn)，當反應條件為：苯酚濃度 1 mg·mL-1(CODCr=2388 mg·L-1)、pH為 5、溫度為333 K、雙氧水濃度為0.3wt%、催化劑用量0.1wt%時，催化劑在7次使用后仍然保持了較高的催化活性，在2 h內對苯酚的降解能力仍然大于92%，可知其中的鐵元素幾乎沒有發(fā)生流失或者流失非常緩慢。其可能的原因有二：第一，鐵元素被固定在多孔二氧化硅的孔道內壁上，或者鑲嵌在多孔二氧化硅粒子當中，這明顯阻礙了酸性環(huán)境下鐵離子的流失；第二，苯酚在其降解過程中首先被氧化為對苯二酚、鄰苯二酚、間苯二酚以及苯醌等中間產物，而后在被氧化為順丁烯二酸、反丁烯二酸及更低級的脂肪酸(如草酸等)，由于這些降解產物酸度有限，難以把催化劑顆粒中的鐵元素快速的浸出，因此該催化劑可以多次使用并保持其催化活性。

3 結 論

采用凝膠原位摻雜的方法可以成功制備出比表面大于 700 m2·g-1、孔容大于 1 mL·g-1的摻雜鐵的多孔二氧化硅材料，其中nSi/nFe比可達5/1，且鐵元素的摻雜量可事先精確預計，該方法的關鍵在于利用了三乙醇胺對鐵離子的屏蔽作用，有效防止了鐵離子在氨水的作用下產生Fe(OH)x沉淀，因此可以在多孔二氧化硅凝膠形成的同時完成鐵元素的摻雜。研究發(fā)現(xiàn)所制備的材料具有發(fā)達的孔道結構，鐵元素均勻分散在多孔二氧化硅顆粒內部。評價了摻雜鐵的多孔二氧化硅材料催化H2O2降解苯酚的能力，可知該材料在較低的用量下便可以顯著催化H2O2對苯酚的降解，研究了初始pH值、反應溫度和鐵元素摻雜量對降解效果的影響?？芍摯呋瘎┛梢栽趐H值高達8的條件下發(fā)揮作用，其原因是鐵元素被固定在二氧化硅多孔骨架內，所以不會因為體系pH值太高而發(fā)生沉淀。

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High Specific Surface Area Porous Iron-Doped Silica:Preparation and Catalytic Performance for Phenol Decomposition

LIU Hai-Di＊CHEN Yun-Fa
(State Key Laboratory of Multiphase Complex Systems,Institute of Process Engineering,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190)

Iron-doped porous silica was prepared using poly ethylene glycol(PEG)as the template and tetraethylorthosilicate (TEOS)as silicon precursor.In the novel routine,iron doping and porous material fabrication could be finished in one step.The influence of doping amount of iron on the samples was studied.The low temperature nitrogen adsorption-desorption,SEM,FTIR and XRD methods were employed to analyze the surface area,pore structure and surface groups of the as-made samples.The BET surface area and pore volume of the best sample is higher than 700 m2·g-1and 1 mL·g-1,respectively.The catalytic performance of the samples upon phenoldecomposition by H2O2in solution was investigated.The results show that the as-made sample could catalyze the phenol-decomposition reaction by H2O2in wide pH range(3～8).The reason might lay in the fact that iron species is stabilized in the framework of porous silica,thus preventing them from hydrolyzing under high pH values.

silica;porous;fenton agent;phenol;catalyzed decomposition

O613.72；O614.81+1；X506

A

1001-4861(2010)12-2195-08

2010-04-19。收修改稿日期：2010-08-03。

國家高技術研究發(fā)展計劃(863)(No.2007AA03Z439)資助項目。

＊通訊聯(lián)系人。E-mail：liuhaidi@home.ipe.ac.cn

劉海弟，男，34歲，副研究員；研究方向：環(huán)境凈化材料。