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Ozono atmosférico (O 3 ) se ha convertido en uno de los principales contaminantes del aire. La descomposición catalítica es una tecnología eficiente y económica en O 3 eliminación, donde los óxidos metálicos pueden servir como catalizadores rentables en sustitución de metales nobles.
Un equipo de investigación dirigido por el profesor Chen Yunfa del Instituto de Ingeniería de Procesos (IPE) de la Academia de Ciencias de China demostró la generación de electrones, compensación y transferencia entre ZnO y O 3 a través de defectos del cristal de sintonización en ZnO.
El estudio fue publicado en Catálisis aplicada B:ambiental el 6 de junio. Los hallazgos pueden ayudar a diseñar y sintetizar materiales catalíticos de óxido metálico altamente eficientes para la limpieza del aire.
"La eficiencia de los óxidos metálicos debe mejorarse al nivel de los metales nobles, y así el mecanismo de transferencia de electrones entre óxidos metálicos y O 3 debe ser investigado, ", dijo el profesor Chen.
Los investigadores demostraron que los defectos de los cristales, como la vacancia de oxígeno, Vacante de Zn, y los dopantes Ga y Li jugaron un papel vital en la transferencia de electrones.
Encontraron que en la celosía de ZnO, la vacante de oxígeno y la sustitución de Ga por Zn podrían generar electrones, que luego fueron consumidos por O 3 descomponerse en O 2 y superficie adsorbida O 2 2- .
Entonces, la vacante de Zn y la sustitución de Li por Zn podrían servir como un atrapador de electrones para captar electrones de O 2 2- , completando el ciclo de electrones y recuperando el catalizador. De lo contrario, la O 2 2- llenaría la vacante de oxígeno en ZnO rápidamente y desactivaría el catalizador de ZnO.
En sus estudios anteriores, El grupo de Chen exploró la transferencia de electrones entre defectos cristalinos en catalizadores de óxido metálico y O 3 , y tipos sintetizados de O altamente eficientes 3 catalizadores de descomposición (p. ej. Catálisis aplicada B:ambiental , 2019, 241:578-587; Nano materiales aplicados por ACS , 2020, 3:597).
"Se espera que este trabajo beneficie el proceso de diseño y síntesis de O más activo 3 material de eliminación para la limpieza del aire, ", dijo el profesor Han Ning de IPE.
