近日，我?；瘜W(xué)學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)在國(guó)際高水平期刊《Chemical Engineering Journal》（SCI一區(qū)TOP，IF=13.4）在線(xiàn)發(fā)表了題為“Fe3+-Induced Surface Hole Generation for Selective?OH Formation and Efficient NO2Suppression in Photocatalytic NO Oxidation”的研究論文，化學(xué)學(xué)院碩士研究生馬悅芮為第一作者、陳鵬副教授和張文東研究員為通訊作者。
氮氧化物（NOx）是大氣污染的“元兇”之一，其中一氧化氮（NO）的凈化一直是環(huán)保領(lǐng)域的難題。傳統(tǒng)技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)高效且選擇性地將NO轉(zhuǎn)化，還容易在凈化過(guò)程中產(chǎn)生毒性更強(qiáng)的二氧化氮（NO?），進(jìn)一步加劇空氣污染，危害人體健康。我?；瘜W(xué)學(xué)院的科研團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出一種新型復(fù)合光催化劑Bi4TaO8Cl/Bi2O2CO3-Fe。他們巧妙地構(gòu)建了異質(zhì)結(jié)，并引入Fe3?作為電子受體中心，為解決NO凈化難題提供了創(chuàng)新方案。該研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e3?在光催化過(guò)程中具有“雙重身份”。一方面，它能夠增強(qiáng)界面電子轉(zhuǎn)移，讓光生載流子的分離效率大幅提升；另一方面，F(xiàn)e3?可以激活表面位點(diǎn)的H?O，促使具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基（?OH）生成。并且，優(yōu)化后的異質(zhì)結(jié)光催化劑，NO轉(zhuǎn)化率高達(dá)68.19%，而NO?選擇性卻低至10.98%，能有效抑制NO?的產(chǎn)生，將NO高效轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的硝酸鹽（NO??）。電子自旋共振（ESR）和活性氧物種（ROS）猝滅實(shí)驗(yàn)表明，F(xiàn)e3?驅(qū)動(dòng)的電子遷移使表面空穴富集，H?O吸附量增加，?OH生成量提升了2.76倍。強(qiáng)大的氧化能力使得?OH在光催化NO氧化過(guò)程中，能夠有效抑制NO?的生成，推動(dòng)NO完全氧化為NO??。這項(xiàng)研究成果為選擇性去除NO提供了新的策略，為設(shè)計(jì)環(huán)保型光催化劑提供了關(guān)鍵思路，在大氣污染治理領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。未來(lái)，隨著該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用，有望為改善空氣質(zhì)量、打贏(yíng)藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)貢獻(xiàn)重要力量。
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