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1. 文章信息
中文標(biāo)題:溶劑誘導製(zhì)備具有豐富氧空位的 Cu/MnOx 納(nà)米片,用於高效穩定光熱催化(huà)降解潮濕甲苯蒸氣
頁碼(mǎ):122509
DOI:10.1016/j.apcatb.2023.122509
2. 文章鏈接
https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.122509
3. 期刊信息
期刊名:Applied Catalysis B: Environmental
ISSN:0926-3373
2022年影響(xiǎng)因子:24.319
分區信息(xī):JCR分區(Q1),中科院1區TOP
涉及研究(jiū)方(fāng)向: 化學
4. 作(zuò)者信息:第一作者是(shì) 廣西大學江善良,李暢浩 。通訊作者為 廣西大學趙禎霞教授(shòu) 。
5. 光源型號:北京香蕉视频污视频CEL-HXF300;光功率計型號:北京中教(jiāo)金源CEL-NP2000-2A

文章簡介:
光催化是一種(zhǒng)具(jù)有(yǒu)良好發展前景的VOCs淨化技術,因為它(tā)可以在溫和的條件下(xià)處理VOCs。但是(shì)在光催化降解VOCs過程中,不可避免地麵臨光利用(yòng)率低、催化活(huó)性低的挑戰,這使得光催化技術(shù)難以對芳香類VOCs進行完全去除。催化燃燒技術(shù)可以提供足夠的催化活性,實現對芳香類VOCs的完全降解,然而該技術需要消耗過多的能源來(lái)為催化反應(yīng)提供足夠的熱量。將光催化技術和熱催化技術的有機組合,為VOCs去除提供(gòng)一種有效的途(tú)徑。它不僅繼承了光催化的優點,而且可以實現對難以降解VOCs的有效去除。基於以(yǐ)上需求,光熱催化技術(shù)應運而生。
光熱催化技術通過整合光催化和熱催化的獨特(tè)優勢,以其出色的催化氧化能力受到廣泛關注(zhù)。這種(zhǒng)耦合技術利用太(tài)陽能作為光和熱源,克服(fú)了光催化中量子(zǐ)效率低和熱催化中能量消耗大的缺陷。此外,水蒸氣在實際的VOCs控(kòng)製過程中是無處不在的,高濕環境會對催化劑的催化(huà)活性和穩定性產生巨大影響。
錳基氧化物是新興的過渡金屬氧化物晶體之一,具有豐富的儲量、可調控(kòng)的價態和高豐度的氧物種等特性,在VOCs降解中具有優異的熱催化活性。但(dàn)傳統(tǒng)的塊狀氧化錳催化劑(jì)對光收集的能力(lì)不強,仍需(xū)要更高的能量補充激活氧(yǎng)空(kōng)位以提高光熱催(cuī)化活性。因此,設計具有高效降解(jiě)能力和優異耐水性的光熱催化劑是目前光熱催化VOCs降解(jiě)的重點研究方向。為實(shí)現這一目標,廣西大學趙禎霞教授等人采(cǎi)用溶劑誘導降維策(cè)略調控甲醇與水(shuǐ)的(de)溶劑比例,構(gòu)建限域配位的“甲醇溶劑(jì)化殼層”,形(xíng)成具(jù)有豐富氧(yǎng)空位和(hé)強抗濕(shī)能力的(de)高(gāo)活性雙金屬錳基氧化物納米片(M-Cu/MnOx)。甲醇誘導了草酸錳的片狀結晶,構建了具有豐富界麵氧空位(wèi)的納米片狀氧化錳,Mn3+|Mn4+氧化物(wù)多晶和缺陷的中微孔結構(416.2 m2·g-1)。
同時,原位(wèi)Cu摻雜有效地促進了M-Cu/MnOx納米片中產生更多的不飽和(hé)金屬(shǔ)-O鍵和豐富的氧空(kōng)位。界麵上的氧空位加強(qiáng)了(le)內部(bù)電子傳輸能力,並通過加速e-/h+對的分離產生了更多(duō)的(de)活性氧物種。Mn3+|Mn4+氧化物多晶被證明與Z型異質結相匹配(pèi),可以提高Mn物種的氧化還原活(huó)性和穩定(dìng)性,並通過加速e-/h+對的分離促進更多活性氧的產生。通過H2-TPR、O2-TPD和CO消耗曲線研究的光熱催化的協同效應表明,M-Cu/MnOx納米片呈現出更高的激活還原能力和表麵氧物(wù)種。在低能耗下M-Cu/MnOx具有優異的甲(jiǎ)苯光熱催化活性、良(liáng)好的高濕耐受性和催化持久性。在RH=80%和連續催化反應(200 h)下,它實現了超(chāo)高(92.8%)甲苯轉化率和深度礦化(84.4%)。“溶劑誘導降維”策略為VOCs淨化提供了一種(zhǒng)高效、節能的途(tú)徑,有望為(wéi)光熱催化VOCs的研究提供理論和實(shí)驗基(jī)礎。

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