探究MnO2相-活性关系,促进臭氧辅助降解VOCs!
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发布时间：2024-08-20 17:15
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时间：2024-08-22 20:12
通讯作者：朱荣淑副教授、Zhenye Zhu、曾志远教授
通讯单位：哈尔滨工业大学(深圳）、香港城市大学
DOI: 10.1002/smll.202103052
二氧化锰(MnO2)在甲苯降解领域具有天然丰富的晶相，是极具活性的候选材料之一。然而，多相MnO2的相-活性关系和催化活性起源仍存在模糊和争议。
图1. 展示了六种晶相MnO2纳米材料的合成、XRD和微观形貌。
文章要点1：本研究制备了六种不同晶相的MnO2纳米材料，包括α-、β-、γ-、ε-、λ-和δ-MnO2，并研究了它们在室温下对臭氧辅助甲苯氧化的催化活性。活性顺序为δ-MnO2＞α-MnO2＞ε-MnO2＞γ-MnO2＞λ-MnO2＞β-MnO2。
文章要点2：进一步研究发现，MnO2的高催化活性源于其丰富的氧空位和强迁移性的氧物种。
文章要点3：该研究阐明了晶相在确定氧空位密度和氧物种迁移率方面的重要性，从而影响MnO2催化剂的活性。这为合理设计和合成用于挥发性有机污染物(VOCs)降解的多相MnO2催化剂提供了一种高效策略。
图2. 展示了所制备MnO2纳米材料的理化性质表征。
图3. 展示了MnO2纳米材料的HAADF–STEM图及其EELS能谱。
图4. 展示了MnO2纳米材料的a) H2-TPR和b) O2-TPD曲线。
图5. 展示了MnO2纳米材料的臭氧辅助甲苯催化氧化性能。
图6. 展示了甲苯在室温下由O3辅助MnO2的催化氧化途径。
Ruijie Yang, Zhongjie Guo, Lixin Cai, Rongshu Zhu, Yingying Fan, Yuefeng Zhang, Pingping Han, Wanjian Zhang, Xiangang Zhu, Qitong Zhao, Zhenye Zhu, Chak Keung Chan, Zhiyuan Zeng. Investigation into the Phase–Activity Relationship of MnO2 Nanomaterials toward Ozone-Assisted Catalytic Oxidation of Toluene. Small. 2021. DOI: 10.1002/smll.202103052.
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