Nos últimos anos, a poluição do ar tem um sério impacto sobre a saúde e qualidade de vida das pessoas. Segundo as estatísticas, as emissões de escape de veículos automóveis que são responsáveis por 60-70% do total da poluição do ar na cidade. Entre eles, o mais grave foi, sem dúvida, o óxido nítrico (nO) e de monóxido de carbono (CO). nO incolor, inodoro, à temperatura ambiente e causar cancro em seres humanos, e nenhum pode ser oxidado no ar para NO2, NO2 tem um forte efeito estimulante sobre o sistema respiratório e é aspirado para dentro do CO inibem a capacidade da hemoglobina de transportar oxigênio, sufocante e até mesmo colocar em risco a vida.
Como limpar escape de automóveis que? Investigadores esperar um método, utilizando um catalisador de óxido de metal. Este catalisador pode fornecer oxigénio activo oxidação de CO em CO2. Além disso, proporciona a redução de NO para N2 vazios de oxigénio para armazenar oxigénio, formando assim ciclo redox durante a remoção de CO e nO dois tipos de substâncias nocivas, o gás de escape de automóveis é purificado.
No entanto, neste processo catalítico, se o catalisador não pode fornecer oxigénio mais activa, ou não podem fornecer mais locais vazios de oxigénio, vai limitar o ciclo redox, reduzindo a remoção de poluentes. Assim, o material catalítico de óxido de metal átomo de oxigênio pode romper com o metal, e participação, portanto, bem-sucedido no ciclismo redox, tornou-se uma questão fundamental restringir eficiência da purificação de escape do carro.
Como enfraquecer o papel do metal-oxigênio, aumentar a atividade dos átomos de oxigênio, ajudar os átomos de oxigênio a escapar da escravidão do metal, tanto quanto possível, e participar da reação se tornou um problema que os cientistas devem superar.
No entanto, em circunstâncias normais, a interação entre átomos de metal e átomos de oxigênio no óxido metálico, coordenação, etc., deve seguir completamente a estrutura cristalina do óxido.Uma vez que essa estrutura é formada, ela será muito estável e os átomos de oxigênio serão mantidos na rede cristalina. Em poucos dias atrás, a equipe de pesquisa Sun Jian e Yu Jiafeng do Instituto de Física Química de Dalian, Academia Chinesa de Ciências, desenvolveu especialmente um "plano de fuga" para átomos de oxigênio em óxidos metálicos.
O problema central deste plano é "pegar o tempo"!
Eles alta temperatura método de têmpera óxido chamado 'diferença de tempo, e utilizando uma chama de alta temperatura 2000 ℃ rápida formação de óxidos, e em seguida, após a formação de um óxido de estrutura substancialmente cristalina, produzir uma forte interacção entre o metal e o oxigénio Antes, rapidamente arrefecer, 'rastejar' o estado intermediário de transição!
Desta vez, a estrutura de cristal de óxido é substancialmente, mas não é tempo suficiente para um átomo de oxigénio e forma rearranjada interacção forte com o átomo de metal, o estado metaestável de desordem. Este processo é muito curto, a decomposição do precursor para o óxido de todo o processo de recolha, exigindo pesquisadores deve ser controlada para ser concluída dentro de alguns segundos, esta é a 'velocidade de luta mão' real para cima.
Desta forma, os pesquisadores conseguiram bloquear os átomos de oxigênio em um estado desordenado durante a transição.Os átomos de metal têm uma ligação mais fraca aos átomos de oxigênio.Em condições de reação mais suaves, os átomos de oxigênio podem escapar da escravidão do metal. Ciclo redox, que acelera a purificação do escape de automóveis.
Átomos de oxigênio escapam da ligação de metal
Verificou-se que não foram encontradas vacâncias de oxigénio nos óxidos de solução sólida Ce-Zr preparados por este método, indicando que os átomos de oxigénio metaestáveis no catalisador podem estar estavelmente presentes antes da reacção e sob condições relativamente suaves, tais como redução a baixa temperatura, tratamento com vácuo. Uma grande quantidade de oxigênio ativo pode ser liberada pelo suporte de metais, etc. Comparado com o óxido de Ce-Zr convencional preparado pelo método de co-precipitação, a quantidade de vacâncias de oxigênio fornecidas pelos óxidos produzidos pelo método FSP aumenta em 19 vezes.
Os resultados da pesquisa fornecem uma base técnica para o desenvolvimento de catalisadores de purificação de gases de escape automotivos eficientes a baixas temperaturas, e esta tecnologia de preparação de materiais catalíticos fornece novas idéias para o projeto e aplicação de novos materiais catalíticos de óxidos. (Chemical Science, 2018, 9, 3386-3394) revista.