Kredit:Pixabay/CC0 Public Domain
Atmosfäriskt ozon (O 3 ) har blivit en av de största luftföroreningarna. Katalytisk nedbrytning är en effektiv och ekonomisk teknik i O 3 avlägsnande, där metalloxider kan fungera som kostnadseffektiva katalysatorer som ersätter ädelmetaller.
En forskargrupp ledd av professor Chen Yunfa från Institute of Process Engineering (IPE) vid den kinesiska vetenskapsakademin visade elektrongenereringen, kompensation och överföring mellan ZnO och O 3 genom avstämning av kristalldefekter i ZnO.
Studien publicerades i Tillämpad katalys B:Miljömässig den 6 juni. Resultaten kan hjälpa till att designa och syntetisera högeffektiva metalloxidkatalytiska material för luftrening.
"Effektiviteten hos metalloxider bör förbättras till ädelmetallnivån, och därmed elektronöverföringsmekanismen mellan metalloxider och O 3 bör utredas, " sa professor Chen.
Forskarna visade att kristalldefekter som syrevakans, Zn vakans, och Ga- och Li-dopanter spelade en viktig roll vid elektronöverföring.
De fann att i ZnO-gitter, syrevakans och Ga-substitution för Zn kan generera elektroner, som sedan konsumerades av O 3 att bryta ner till O 2 och ytadsorberad O 2 2- .
Då kan Zn-vakans och Li-ersättning för Zn fungera som en elektronfångare för att greppa elektroner från O 2 2- , fullborda elektroncykeln och återvinna katalysatorn. Annat, den O 2 2- skulle fylla i syrevakansen i ZnO snabbt och avaktivera ZnO-katalysatorn.
I sina tidigare studier, Chens grupp undersökte elektronöverföringen mellan kristalldefekter i metalloxidkatalysatorer och O 3 , och syntetiserade typer av högeffektiva O 3 sönderdelningskatalysatorer (t.ex. Tillämpad katalys B:Miljömässig , 2019, 241:578-587; ACS applicerade nanomaterial , 2020, 3:597).
"Detta arbete förväntas gynna design- och syntesprocessen för mer aktiva O 3 borttagningsmaterial för luftrening, " sa Prof. Han Ning från IPE.
