| 氧空位TiO2高效光催化氧化甲醛及其反应路径 |
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| 引用本文： | 李宇涵,张敏,谷苗莉,孙艳娟,张贤明,吕康乐,罗建民.氧空位TiO2高效光催化氧化甲醛及其反应路径[J].科学通报,2020,65(8):718-728. |
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| 作者姓名： | 李宇涵 张敏 谷苗莉 孙艳娟 张贤明 吕康乐 罗建民 |
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| 作者单位： | 重庆工商大学环境与资源学院,废油资源化技术与装备教育部工程技术研究中心,重庆市催化与环境新材料重点实验室,重庆400067;中南民族大学资源与环境学院,湖北省催化与材料科学重点实验室,武汉430074;韶关学院化学与环境工程学院,韶关 512005 |
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| 基金项目： | 中国博士后科学基金;重庆市教委项目;韶关市科技计划;高层次人才引进项目;重庆市基础研究与前沿探索项目;重庆市留学人员回国创业创新支持计划;国家自然科学基金 |
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| 摘 要： | 通过采用一步煅烧法制备得到含大量表面氧空位的二氧化钛(TiO_2),将其应用于典型空气污染物甲醛的治理.结果表明,在流动体系的测试环境中,甲醛的最大有效去除率可达95.05%,相比于本底样品(72.52%)提高了1.31倍.研究表明,含氧空位的TiO_2不仅可以增强光吸收范围,还可以利用氧空位捕获光生电子,有效地抑制光生电子和空穴的复合,进而提高光催化活性.通过原位红外光谱对催化剂降解甲醛的反应过程进行实时动态监测,结合密度泛函理论(DFT)计算,表明TiO_2表面的氧空位可以有效地增强甲醛分子的吸附活化,存在的大量离域电子可以注入到甲醛分子中的C=O键并使其活化断裂,从而有效地减少甲醛氧化过程中甲酸的积累,加快甲醛的高效氧化去除.本研究通过分析含氧空位TiO_2对光催化甲醛氧化反应过程的影响,为光催化材料表面缺陷设计和光催化治理气相污染物提供了新的思路.
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| 关 键 词： | 二氧化钛 氧空位 甲醛 甲酸 光催化 |
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