近日，我?；瘜W(xué)學(xué)院綠色催化與傳感創(chuàng)新科研團(tuán)隊(duì)在光催化大氣污染治理領(lǐng)域取得關(guān)鍵進(jìn)展與突破，成功設(shè)計(jì)并構(gòu)建了一種新型雙金屬位點(diǎn)光催化劑。該催化劑可實(shí)現(xiàn)一氧化氮（NO）向硝酸鹽（NO3?）的高選擇性轉(zhuǎn)化，同時(shí)顯著抑制有毒副產(chǎn)物二氧化氮（NO2）的生成。相關(guān)研究成果以“Atomic-Site Synergy in Ag-Co Dual-Metal-SitePhotocatalyst SteeringHighlySelective NO-to-Nitrate Conversion withInhibiting NO2Emission”為題，發(fā)表于中科院1區(qū)Top學(xué)術(shù)期刊《Applied Catalysis B-Environment and Energy》（影響因子為21.1）。重慶師范大學(xué)為第一署名單位，科研處張文東研究員為論文第一作者，化學(xué)學(xué)院碩士生焦鄧宇為論文共同第一作者，化學(xué)學(xué)院副教授陳鵬為論文唯一通訊作者。
氮氧化物（NO?）作為二次有機(jī)氣溶膠和臭氧形成的關(guān)鍵前體物，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。在光催化轉(zhuǎn)換其中NO的過(guò)程中，易發(fā)生不完全氧化反應(yīng)，產(chǎn)生毒性較高的NO2。因此，將NO選擇性轉(zhuǎn)化為無(wú)害且具具備資源利用化價(jià)值的硝酸鹽，成為兼具污染治理與資源回收前景的重要策略，但如何在實(shí)現(xiàn)高NO轉(zhuǎn)化率的同時(shí)抑制NO2生成，仍是該領(lǐng)域面臨的一個(gè)重大挑戰(zhàn)。
研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)精準(zhǔn)的催化劑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，構(gòu)建了BiSbO?/AgCl-AgCo多組分光催化體系。該體系具有多重結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)：其一，BiSbO?與AgCl形成的異質(zhì)結(jié)可構(gòu)建內(nèi)建電場(chǎng)，有效促進(jìn)光生電荷的定向分離與傳輸；其二，引入的銀納米顆粒（Ag NPs）可通過(guò)表面等離子體共振效應(yīng)，顯著增強(qiáng)催化劑對(duì)可見(jiàn)光吸收的吸收能力；其三，原子級(jí)分散的鈷單原子（Co SAs）作為高效活化中心，能夠精準(zhǔn)調(diào)控催化反應(yīng)路徑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該催化劑在可見(jiàn)光照射下， NO去除效率可達(dá)67.0%，且NO?生成量被抑制在80 ppb，遠(yuǎn)優(yōu)于未修飾的BiSbO4/AgCl（335 ppb）和BiSbO?/AgCl-Ag（329 ppb）催化劑。此外，穩(wěn)定性測(cè)試顯示，該催化劑連續(xù)運(yùn)行720分鐘后仍保持57%的催化活性，并在經(jīng)過(guò)六次循環(huán)后，效率僅下降6.4%，展示出優(yōu)異的長(zhǎng)期穩(wěn)定性與循環(huán)使用性能。
該研究不僅為大氣中NO?的高效凈化提供了新型高性能光催化材料，更建立了通過(guò)原子尺度與納米尺度協(xié)同調(diào)控實(shí)現(xiàn)光催化反應(yīng)路徑精準(zhǔn)優(yōu)化的有效策略，對(duì)推動(dòng)綠色催化技術(shù)創(chuàng)新與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論價(jià)值與應(yīng)用前景。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2025.126145
