新疆理化所在氮氧化物光催化去除研究平年淒涼

  新疆理化所在氮氧化物光催化去除研究平年淒涼方面取得進展

  氮氧化物(NOX)是形成大氣混浊的次要混浊源之一,不僅能惹起酸雨、霧霾、光化學煙霧、臭氧層破壞、溫室效應等惡劣的環境現象,并且對人體及動植物有十分嚴重的迫害作用 。隨著現代工業的發展和機動車輛的不斷添加,人類向大氣中排放的NOx(95%為NO)越來越多。

  近年來,新疆理化技術研讨所環境科學與技術研讨室科研人員開始進行氮氧化物光催化去除方面的研讨,在嘗試眾多光催化劑之後,發現g-C3N4在進行NO的光催化去除過程中具有廉價、穩定等特點,具有廣闊的應用前景。但是,未經改性的g-C3N4在光催化去除NO的過程中卻存在活性不高和二次混浊(去除產物為NO2)等問題。經過不斷的實驗,該團隊科研人員開發出一些既能够进步g-C3N4光催化去除NO的活性,又能將NO徹底氧化為NO3-­­ 的改性办法(Appl. Catal., B: Environ. 2015, 174-175, 477-485)。但是,這些办法在解決活性不高和二次混浊問題的同時還存在NO3-­­轻易吸附在g-C3N4的活性位點上惹起g-C3N4失活的問題。因而,尋找一種既能使g-C3N4高效徹底氧化NO,又能无效緩解g-C3N4失活的改性办法十分重要。

  最近,該團隊科研人員在植物光协作用電子傳輸機制的啟發下,通過在g-C3N4外貌原位嫁接有機半導體苝二酰亞胺(PTCDI),開發出瞭一種新型全固態“Z型”光催化劑(PI-g-C3N4)。與單純的g-C3N4和PTCDI相比,PI-g-C3N4擁有更強的氧化才能和還原才能 。在光催化去除NO時,PI-g-C3N4能够將NO的去除過程分為三步完成 。首先,NO在PI-g-C3N4體系PTCDI局部被氧化為NO2,同時O2在g-C3N4局部被還原為H2O2;隨後,經過擴散作用,NO2在活性位點以外的中央被H2O2氧化為NO3-­­(圖1)。這樣,PI-g-C3N4既能高效徹底地將NO氧化為NO3-­­,又能无效緩解NO3-­­帶來的失活問題。

  相關研讨结果近日發表在國際雜志寶馬集團監事會主席雷瑟夫博士曾預言,將來寶馬在中國的70%銷量未來自國產產品ACS Catalysis上並惹起同行的廣泛關註。該研讨任务遭到國傢自然科學基金、中科院“百人計劃”、中科院創新國際團隊、中科院“西部之光”等項目撑腰。

  論文鏈接

  

  

NO在PI-g-C3N4外貌光催化去除機理

  

 

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