据估计，2017年我国VOCs排放总量约为2500万吨，其中工业源贡献了约40%。虽然国家《十三五VOCs污染防治工作方案》要求2020年VOCs减排量超过250万吨，但近三年每年排放总量持续在2500万吨左右居高不下，主要由于工业VOCs组分复杂、浓度低，用传统物理吸附技术无法实现工业VOCs的深度净化。此外，工业VOCs同时存在健康风险问题，用传统化学催化技术虽然可以实现工业VOCs的高效矿化，但是也可能会随之产生二恶英等更毒产物，且一次性投资成本高。因此亟需开发低成本、高效率的工业VOCs深度净化与安全脱毒新技术，重点聚焦脱毒机理、净化材料、负载技术、集成装备和工程化推广应用等多个层面，通过开展系统攻关，以满足打赢“蓝天保卫战”和建设“健康中国”的国家重大战略需求。因此，在7个国家和省级项目的资助下，项目组历经十二年持续攻关，成功揭示了工业VOCs光催化深度净化与脱毒新原理，发明了系列功能新材料、新技术及新装备，并实现规模化工程应用，攻克了工业VOCs超低浓度安全排放的技术难题。主要成果如下：

    1. 首次将VOCs降解产物的化学质谱组分鉴定与遗传毒理变化特征相结合成功阐释了VOCs光催化深度净化与安全脱毒的新原理，为全方位提升工业VOCs深度净化与脱毒效率提供理论与方法学基础。

    2. 突破非金属元素与金属元素原位化学键联原理，发明了原子尺度“VOCs富集强化、光吸收增强、电荷分离加速”三功能纳米光催化剂，与传统光催化剂相比，对VOCs的去除速率提升9倍多，攻克了低浓度VOCs原位快速深度净化的技术难题。

    3. 根据电场作用下半导体粒子定向移动的原理，发明了粉体纳米光催化剂一步电泳负载成型新技术，负载所需时间从国内外报道的小时级大大缩短到1分钟，常温晾干即可成型，从根本上解决了模块成型化光催化剂的批量生产操作程序复杂、耗费时长和需热处理等技术难题。

    4. 自主研发了工业VOCs深度净化与安全脱毒一体化技术与装备，在处理风量60000m3/h情况下，VOCs浓度由469mg/m3降低到27mg/m3，去除率达94%，VOCs呼吸健康风险降低到安全范围以内，破解了工业VOCs超低浓度安全排放的工程技术难题，有效推动了光催化技术在工业VOCs深度净化方面的应用与发展。

    该项成果在全国19个省份的37个行业的135家企业排放的VOCs深度净化工程中成功应用，重点开展光催化治理VOCs的企业广州紫科环保科技股份有限公司使用该成果后快速跃升到全国最具影响力VOCs治理企业前10名，累计处理废气量超过7700亿m³，与光催化直接相关的销售额累计超2.5亿元。本项目共授权有效中国发明专利10件，在Appl. Catal. B-Environ.、ACS Appl. Mater. Interfaces、Environ. Sci.-Nano、J. Catal.等国际顶尖期刊上发表高影响SCI论文32篇，SCI引用992次，SCI他引795次，包括ESI高被引论文3篇。完成人先后入选国家杰青、长江特聘、国家万人和南粤百杰等高层次人才计划，作为首位中国科学家荣获国际环境问题科学委员会(SCOPE)-Zhongyu青年科学家技术创新奖，同时光催化净化工业VOCs相关应用成果入编十二五中国学科发展战略“光化学“专著，对我国工业低浓度VOCs深度净化污染减排做出了重要贡献，环境和社会效益显著。