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科研动态

大气污染控制团队在光催化降解苯性能与机理方面取得新进展

时间:2020-08-11 12:41:02  作者:  点击:

 

挥发性有机污染物(VOCs)是主要大气污染物之一。大多数VOCs具有毒性、致畸性和致癌性,尤其是苯,会对人体健康造成极大的危害。太阳能是一种清洁经济的资源,光催化氧化技术为我们提供了一种利用太阳能控制VOCs污染的理想方法。

近期我院大气污染控制团队开发了一种金属掺杂和氧空位(OVs)共同作用的光催化剂(Na-ZnWO4-OVs,系统研究了其物理化学特性和光学特征,评估了光催化降解苯的性能,并采用实验和理论计算相结合的方式阐明了光催化降解苯的机理。研究表明,由于钠掺杂和OVs的协同作用,Na-ZnWO4-OVs样品的光催化苯去除率远高于纯相ZnWO4Na掺杂和OVs不仅促进了电子迁移,而且还激活了水和氧气分子以生成大量的活性自由基。原位红外光谱和密度泛函理论计算结果表明,钠掺杂和OVs增强了反应物和中间体的吸附和活化。最终提出了光催化苯的氧化机理:苯按照苯酚,邻苯二酚(对苯二酚),苯醌和小分子有机物(例如乙酸)的顺序被完全氧化,最终产生水和二氧化碳。这项工作可以为光催化降解VOCs材料开发及机理研究提供新的思路。

上述研究成果近日在线发表于环境学科国际权威期刊Chemical Engineering Journalhttps://doi.org/10.1016/j.cej.2020.126538),硕士研究生麻丁仁为论文第一作者,盛重义副教授为论文通讯作者。研究得到了国家自然科学基金(41877469, 41771498)的资助。

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