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研究快报:表面氧缺陷二氧化钛高效可见光催化氧化NO

编辑:李开宁 来源: 发布日期:2019-06-28 浏览量:

20196月,《应用催化B:环境》在线发表了威尼斯手机网站吕康乐教授团队在环境催化领域的最新研究成果。该工作报道了通过简单煅烧尿素和钛酸氢盐空心微球混合物的方式,成功将氧缺陷(OV)引入到TiO2中空心微球(TiO2-HMSs)表面,进而大幅度提高二氧化钛光催化氧化氮氧化物的可见光催化活性。硕士研究生胡钊为该论文第一编辑,吕康乐教授为该论文的通讯编辑。

论文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S092633731930606X


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TiO2为代表的半导体光催化材料因其强的氧化能力和生物安全性,得到国内外科学家的广泛关注,但是其禁带宽度较大,无法利用可见光。在TiO2表面引入氧缺陷,可以将光响应范围拓展到可见光区。近来,文献报道通过高温氢气还原的方式,将氧缺陷(Vo)引入TiO2表面 (Science. 2011, 331, 746-750)。但是,该方法对设备要求高,存在高温、高压和反应时间长的问题,存在爆炸的安全隐患(使用氢气进行高温高压反应)。

针对以上存在的问题,编辑通过简单煅烧尿素和钛酸氢盐空心微球(H2TiO3)的混合物,成功将氧缺陷(OV)引入到TiO2中空心微球(TiO2-HMSs)的表面上,从而极大增强二氧化钛可见光光催化氧化NO的活性。DFT计算结果显示,(1)表面氧缺陷引起缺陷能级的形成从而导致TiO2空心产生可见光活性;(2)表面氧缺陷显著促进一氧化氮的吸附与活化。表面氧缺陷有利于俘获光生电子(抑制复合),促进催化剂表面大量活性氧自由基(羟基自由基和超氧自由基)的形成,提高氮氧化物的可见光消除能力。

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