Ozone atmosphérique (O 3 ) est devenu l'un des principaux polluants atmosphériques. La décomposition catalytique est une technologie efficace et économique en O 3 suppression, où les oxydes métalliques peuvent servir de catalyseurs rentables se substituant aux métaux nobles.

Une équipe de recherche dirigée par le professeur Chen Yunfa de l'Institut de génie des procédés (IPE) de l'Académie chinoise des sciences a démontré la génération d'électrons, compensation et transfert entre ZnO et O 3 en réglant les défauts cristallins du ZnO.

L'étude a été publiée dans Catalyse appliquée B :Environnement le 6 juin. Les résultats pourraient aider à concevoir et à synthétiser des matériaux catalytiques à base d'oxydes métalliques hautement efficaces pour l'épuration de l'air.

« L'efficacité des oxydes métalliques devrait être améliorée au niveau des métaux nobles, et donc le mécanisme de transfert d'électrons entre les oxydes métalliques et O 3 doit faire l'objet d'une enquête, " a déclaré le professeur Chen.

Les chercheurs ont démontré que les défauts cristallins tels que le manque d'oxygène, Zn vacance, et les dopants Ga et Li ont joué un rôle vital dans le transfert d'électrons.

Ils ont trouvé que dans le réseau de ZnO, le manque d'oxygène et la substitution de Ga pour le Zn pourraient générer des électrons, qui ont ensuite été consommés par O 3 se décomposer en O 2 et O adsorbé en surface 2 ^2- .

Ensuite, la lacune de Zn et la substitution de Li pour Zn pourraient servir de piégeur d'électrons pour saisir les électrons de O 2 ^2- , terminer le cycle électronique et récupérer le catalyseur. Autrement, le O 2 ^2- remplirait rapidement le vide d'oxygène dans le ZnO et désactiverait le catalyseur de ZnO.

Dans leurs études précédentes, Le groupe de Chen a exploré le transfert d'électrons entre les défauts cristallins dans les catalyseurs d'oxyde métallique et O 3 , et types synthétisés d'O hautement efficace 3 catalyseurs de décomposition (par ex. Catalyse appliquée B :Environnement , 2019, 241 : 578-587 ; ACS nanomatériaux appliqués , 2020, 3 :597).

"Ce travail devrait bénéficier au processus de conception et de synthèse d'O plus actifs 3 matériau d'élimination pour le nettoyage de l'air, " a déclaré le professeur Han Ning de l'IPE.