近日,环境学院贠延滨教授课题组在改性膜光催化NO方向取得研究成果,研究论文“A NH2-UiO-66-TiO2/Al2O3 hollow ceramic membrane with an enhanced photocatalytic oxidation performance of NO”发表于环境科学与生态学二区期刊《Journal of Environmental Chemical Engineering》(IF=7.4)。
氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物,主要由化石燃料燃烧和机动车排放产生,其引发的环境问题(如酸雨)对公众健康构成严重威胁。NO作为NOx的主要成分,化学性质不稳定,易与大气中的氧气反应生成有毒的NO2。目前,NOx处理的主要方法包括选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)和聚合物干法剥离,但这些技术普遍存在高能耗、二次污染、氨泄漏及成本高等问题。在此背景下,光催化氧化NO技术因其低成本、高效率及低能耗的优势,作为一种实现超低NOx排放的创新方法,受到越来越多的关注。
本研究介绍了一种低温光催化氧化结合膜吸收的NO去除方法,通过原位生长法制备了NH2-UiO-66-TiO2/Al2O3复合光催化膜。NH2-UiO-66与TiO2复合形成异质结,有效抑制了光生电子-空穴的复合,同时NH2-UiO-66的多孔结构增加了比表面积并富集了活性位点,从而显著提升了光催化活性。在动态系统中,该光催化膜在紫外光照射下实现了41.93%的NO降解率,比TiO2/Al2O3光催化膜提高了1.36倍。此外,通过吸收溶液提升光催化系统的效率,发现5% H2O2溶液作为吸收剂可将NO去除率提升至57.58%,且未生成NO2。使用中空氧化铝膜作为载体不仅增强了催化剂的分散性和活性位点数量,还解决了粉末光催化剂难以回收的问题,便于重复使用。经过五次重复实验后,NO降解率仍保持在38.44%,且膜的表面形貌未发生显著变化,表明该光催化膜具有优异的稳定性。该方法为NO去除提供了一种高效、可持续的策略,蕴藏重要的应用潜力。
贠延滨教授为通讯作者,论文第一作者为我院硕士研究生杨文娟,新濠天地赌博|北京林业大学为第一完成单位。
本研究得到了国家重点研发计划(No. 2018YFB0604302-03)、北京新林环境科技有限公司(No. 2019-HXFW-HJ-0008)以及中央级公益性科研院所基本科研业务费专项中国环境科学研究院(2024YSKY-26)的资助。