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1. 文章信息(xī)
中(zhōng)文標題:溶劑誘導製備具有豐富氧空位的 Cu/MnOx 納米片,用於高效(xiào)穩定光熱催化降解潮(cháo)濕甲苯蒸氣(qì)
頁碼: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(qī)刊名:Applied Catalysis B: Environmental
ISSN:0926-3373
2022年(nián)影響因子:24.319
分(fèn)區信息:JCR分區(Q1),中科院1區TOP
涉及研究(jiū)方向: 化學
4. 作者信(xìn)息:第一作(zuò)者(zhě)是 廣(guǎng)西大學江善良,李暢浩 。通訊作者為 廣西大學趙禎霞教授 。
5. 光源型號(hào):北京香蕉视频污视频CEL-HXF300;光功率計型號:北京香蕉视频污视频CEL-NP2000-2A

文章簡介:
光催(cuī)化是一種具有良(liáng)好發展前景的VOCs淨化技術,因為它可以在溫和的條件下處理VOCs。但是在(zài)光催化降解VOCs過程中,不可避免地麵臨光(guāng)利用率低(dī)、催化活性低的挑戰,這使得光催化技術難以對芳香類VOCs進行完全去除。催化燃燒技術可以提供足夠的催(cuī)化活(huó)性,實(shí)現對(duì)芳(fāng)香類VOCs的完全降解,然而該技術需要消耗過多的能源來為催化反應提(tí)供足夠的熱量。將光催化(huà)技術和(hé)熱催化技術的有機組合,為VOCs去除提供一種有效的途徑(jìng)。它不僅繼承了(le)光催化的優點,而且可以實現對難以降(jiàng)解(jiě)VOCs的有效(xiào)去除。基(jī)於以(yǐ)上需求,光熱催(cuī)化技(jì)術應(yīng)運而生。
光熱催化技術通過整合光催化和熱催化的(de)獨特優勢,以其出色的催化氧(yǎng)化能力受(shòu)到廣泛關注。這種耦合技術利用太陽能作為光和(hé)熱源,克服了光催化中量子效率低(dī)和熱催化(huà)中能量消耗大(dà)的(de)缺陷。此外,水蒸氣在實際的VOCs控製過(guò)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(xìng)產生巨大影響(xiǎng)。
錳基氧化物是(shì)新興的過渡金屬氧化物晶體之一,具有豐富的儲量、可調控的價態和高豐度的氧物(wù)種等特性,在VOCs降解中具有優異的熱催化活性。但傳統的塊狀氧化錳催化劑對光收集的能力不強,仍需要(yào)更高(gāo)的能量補充激活氧空位以提高光熱催化活性。因此,設計具有高效降解能力和優異耐(nài)水(shuǐ)性的(de)光熱催化劑是目前光(guāng)熱催(cuī)化(huà)VOCs降解的重點研(yán)究方向。為實現這一目標,廣西大學趙禎霞教授(shòu)等人采(cǎi)用溶(róng)劑誘(yòu)導降維(wéi)策略調控甲醇與水的溶(róng)劑比例,構建限域配位的“甲醇(chún)溶劑化殼層”,形成具(jù)有豐富氧空位(wèi)和(hé)強抗濕能力的高活性雙金屬錳基氧化物納(nà)米(mǐ)片(M-Cu/MnOx)。甲醇誘(yòu)導了草酸錳的片狀結晶,構建了具有豐富界麵氧空位的納米片狀氧化錳,Mn3+|Mn4+氧化物多晶和缺陷(xiàn)的中微孔結構(416.2 m2·g-1)。
同時,原位Cu摻雜有效地促進了M-Cu/MnOx納(nà)米片中(zhōng)產生(shēng)更多的(de)不飽和金屬(shǔ)-O鍵和豐(fēng)富的氧空位。界麵上的氧空位加強了(le)內部電子(zǐ)傳輸能力,並通過(guò)加速e-/h+對(duì)的分(fèn)離產生(shēng)了更多的活性氧(yǎng)物種。Mn3+|Mn4+氧化物多晶被證明與Z型異質(zhì)結相匹配,可以提高Mn物種的氧化還原活性和穩(wěn)定性,並通過加速(sù)e-/h+對的(de)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(jiū)的光熱催化的協同(tóng)效應表明,M-Cu/MnOx納米片呈現出更(gèng)高的激活還原能力和表麵氧物種(zhǒng)。在(zài)低能耗下M-Cu/MnOx具有優異的甲苯光熱催化活性、良好的高(gāo)濕耐受性和催化持久性。在RH=80%和連續催化反應(200 h)下(xià),它實(shí)現了超(chāo)高(92.8%)甲苯轉化(huà)率和深度礦化(84.4%)。“溶(róng)劑誘導降維”策略為VOCs淨(jìng)化(huà)提供了一種高效、節(jiē)能的途徑,有望為光熱(rè)催化VOCs的研究提供理(lǐ)論和實驗基礎。

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