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N掺杂TiO2纳米纤维光催化氧化NO

2021-04-16欧小雨沈群黎小芳陆亚超吕康乐

中南民族大学学报(自然科学版) 2021年2期
关键词:催化剂

欧小雨,沈群,黎小芳,陆亚超,吕康乐*

(1 中南民族大学 资源与环境学院&教育部催化与能源材料化学重点实验室,武汉430074;2 杭州市质量技术监督检测院,杭州 310019;3 武汉科技大学 化学与化工学院,武汉 430081)

经济的快速发展带来了严峻的环境污染问题.作为一种典型的气态污染物,氮氧化物(NOx)主要由NO和NO2组成,它们主要来源于化石能源的高温燃烧.其中,NO是一种剧毒气体(毒性比CO强50倍),它可以与血铁蛋白结合而使其丧失与氧结合的能力.如果一次性大量吸入NO,则会引起机体严重缺氧,并导致迅速死亡.虽然一般认为NO可以与空气中的氧气迅速反应而转化成NO2,但是低浓度的NO氧化速率很慢[1].因此,如何消除空气中低浓度的NO,并避免转化成毒性更强的NO2气体,是大家共同面临的难题.

TiO2为代表的半导体光催化氧化技术,因有效利用太阳能和空气中的氧气分解有毒物质,引起科研工作者的极大兴趣[2-4].然而,普通的TiO2仍面临太阳光利用率低和光生载流子极易复合等问题,难以实现大规模应用[5-6].为了进一步改善TiO2光吸收的同时,提高光生电子-空穴的分离和迁移效率,通常采用掺杂策略来改变TiO2的电子结构,主要包括金属(如Co[7]和Cu[8])和非金属元素(如C[9]和N[10])等的掺杂.

相对于纳米粉体,具有一维结构的纳米纤维不仅有利于载流子的快速传输,也有利于催化剂的回收利用[11].本文将静电纺丝法制备的TiO2纳米纤维[12],转化成大比表面积的由纳米片组装的TiO2纳米纤维,然后与富氮有机物……

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