Negli ultimi anni, l'inquinamento atmosferico ha un grave impatto sulla salute e la qualità della vita delle persone. Secondo le statistiche, le emissioni di scarico dei veicoli a motore che rappresentano il 60-70% dell'inquinamento dell'aria totale in città. Tra questi, il più grave è stato senza dubbio l'ossido nitrico (nO) e monossido di carbonio (CO). nO incolore, inodore a temperatura ambiente e causare il cancro negli esseri umani, e nO possono essere ossidati in aria per NO2, NO2 hanno un forte effetto stimolante sul sistema respiratorio e viene aspirato nella CO inibire la capacità di emoglobina di trasportare ossigeno, soffocando e anche mettere in pericolo la vita.
Come possiamo purificare i gas di scarico dei veicoli? I ricercatori hanno escogitato un metodo che utilizza un catalizzatore di ossido di metallo che fornisce ossigeno attivo per l'ossidazione di CO in CO2 e fornisce ossigeno per la riduzione di NO a N2 per immagazzinare ossigeno. Ciclo redox, mentre rimuovendo CO e NO due sostanze nocive, in modo che lo scarico del veicolo possa essere purificato.
Tuttavia, in questo processo catalitico, se il catalizzatore non è in grado di fornire più ossigeno attivo o non può fornire più posti liberi di ossigeno, limiterà il ciclo redox, riducendo l'effetto di rimozione degli inquinanti.Pertanto, il materiale catalitico dell'ossido di metallo Gli atomi di ossigeno possono sfuggire alla schiavitù del metallo e quindi partecipare con successo al ciclo di riduzione dell'ossidazione, diventa un problema chiave che limita l'efficienza della depurazione dei gas di scarico delle automobili.
E come per indebolire il metallo - interazione tra l'ossigeno e aumentare l'attività di atomi di ossigeno, atomi di ossigeno, per quanto possibile per aiutarli a staccarsi dal metallo, di partecipare alla reazione, sarebbe diventato gli scienziati hanno bisogno di superare il problema.
Tuttavia, in generale, l'interazione ossido metallico, dove il coordinamento tra l'atomo di metallo e un atomo di ossigeno esclusivamente dalla struttura cristallina dell'ossido, questa struttura sarà molto stabile una volta formato, l'atomo di ossigeno è saldamente reticolo catene della prigione, allora è difficile sfuggire. come fare? recente, l'Istituto di Dalian di chimica Fisica, Accademia cinese di Sun Jian, Yu Jiafeng team di ricerca ha sviluppato appositamente per l'atomo di ossigeno nel 'piano di fuga' ossido di metallo.
Il problema principale con questo piano è la 'corsa contro il tempo'!
Essi alta temperatura metodo ossido tempra chiamati 'differenza di tempo, e utilizzando una fiamma ad alta temperatura 2000 ℃ rapida formazione di ossidi, e poi, dopo la formazione di un ossido struttura sostanzialmente cristallina, producono una forte interazione tra il metallo e l'ossigeno prima rapidamente raffreddato, stati di transizione intermedi 'crawl' fuori!
Questa volta, la struttura cristallina di ossido è sostanzialmente, ma non c'è abbastanza tempo per un atomo di ossigeno e forma riarrangiata forte interazione con l'atomo di metallo, lo stato metastabile di disturbo. Questo processo è molto breve, la decomposizione del precursore all'ossido da l'intero processo di raccolta, che richiede i ricercatori deve essere controllata per essere completato in pochi secondi, questo è il vero 'velocità lotta mano' su.
In questo modo, i ricercatori hanno bloccaggio con successo l'atomo di ossigeno di un metallo di transizione atomo disturbo alla forza vincolante atomi di ossigeno è debole, in condizioni di reazione relativamente blande, atomi di ossigeno potranno staccarsi dal metallo, per partecipare Ciclo redox, che accelera la purificazione degli scarichi delle automobili.
Gli atomi di ossigeno sfuggono dal legame metallico
Si è riscontrato che non sono stati trovati ossidi di ossigeno negli ossidi solidi della soluzione Ce-Zr preparati con questo metodo, indicando che gli atomi di ossigeno metastabili nel catalizzatore possono essere stabilmente presenti prima della reazione e in condizioni relativamente miti, come la riduzione a bassa temperatura, trattamento sotto vuoto. Una grande quantità di ossigeno attivo può essere rilasciata sostenendo metalli, ecc. Rispetto al convenzionale ossido di Ce-Zr preparato con il metodo di co-precipitazione, le offerte di ossido preparate con il metodo FSP possono aumentare il numero di posti vacanti di ossigeno di 19 volte.
I risultati della ricerca forniscono una base tecnica per lo sviluppo di catalizzatori per la purificazione dei gas di scarico per autoveicoli a bassa temperatura e questa tecnologia di preparazione catalitica fornisce nuove idee per la progettazione e l'applicazione di nuovi materiali catalitici di ossido.I risultati della ricerca correlati sono stati pubblicati online nella "Scienza chimica". (Chemical Science, 2018, 9, 3386-3394) rivista.