使用负载在金属氧化物上的自由基NOₓ衍生物

从文具/移动源排放的NO X(X=1 或 2)通常被认为是臭名昭著的超细颗粒物 (PM2.5) 人为前体，因为 NO X可以经历一系列 SO 2辅助的光化学转化阶段最终演化PM2.5 作为空气污染物发挥作用。最近，韩国的一个研究小组提出了一种以创造性方式利用 NO X的有趣方法，从而纠正了 NO X的一般概念(见上文)。

韩国科学技术研究院 (KIST) 宣布，由 Jongsik Kim 博士和 Heon Phil Ha 博士的首席研究员组成的 KIST 研究小组与韩国学院的 Keunhong Jeong 教授领导的研究小组合作( KMA)在低热能 (≤ 150 °C) 下通过 NO X和 O 2之间的化学融合在金属氧化物上接枝 NO 3 -物种。然后可以将所得负载型 NO 3 -物质自由基化以生成 NO 3 •类似物，用作废水中存在的难降解有机物质的降解剂。

包括酚类和双酚 A 在内的水性顽固化合物通常通过使用混凝剂沉淀或通过注入 OH 穿梭(如 H 2 O 2)降解为 H 2 O 和 CO Y(Y=1 或 2)而从水基质中去除、O 3等。然而，这些方法需要额外的阶段来回收混凝剂，或者存在寿命短和/或化学性质不稳定的问题，如• OH、H 2 O 2和 O 3，从而严重限制了 H 2 O 纯化的可持续性目前正在商业化的工艺。

作为• OH的替代物，NO 3 •与• OH、• OOH 或 O 2 •-相比具有更长的寿命和/或更高的氧化潜力，因此特别有吸引力，因此预计可提高降解水的效率污染物超过上述其他自由基。尽管如此，NO 3 • 的生产并非微不足道，并且存在一系列限制，例如在存在放射性元素或高酸性环境时需要高能电子。

Kim 博士和同事使其在包含 H 2 O 2和 NO 3 -功能化锰氧化物的废水下可行，表面锰物质 (Mn 2+ /Mn 3+ ) 最初激活 H 2 O 2以形成• OH，而• OH 随后激活 NO 3 -转变为 NO 3 的功能•(表示为• OH → NO 3 •)，所有这些都可以通过密度泛函计算 (DFT) 技术以及一系列控制实验来证明。

与传统自由基 ( • OH/ • OOH/O 2 •- )相比，由此产生的 NO 3 •物种被证明可将纺织废水的降解效率提高五或七倍。重要的是，本文发现的催化剂(NO 3 -功能化锰氧化物)比传统的商业催化剂(铁盐)便宜~30%，并且是可大规模生产的。更重要的是，催化剂可重复使用十次或更多次。这与传统催化剂形成对比，传统催化剂仅保证一次性利用通过均相 H 2 O 2裂解(•OH 生成)。

Kim 博士评论说：“ • OH → NO 3 • 技术已获得专利并出售给一家国内公司(SAMSUNG BLUETECH)。鉴于使用 NO 3 -功能改性的催化剂所赋予的诸多优点，我们基本上希望安装这么快就在废水处理装置中使用了催化剂。”

该研究发表在JACS Au 上。

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