基于氯自由基链式反应的臭氧可见光消除研究

摘要

随着地球大气中臭氧（O₃）浓度的逐年升高,臭氧已成为大气污染治理的一个重要污染物.羟基自由基光催化反应对臭氧消除性能偏低,仅提高羟基自由基产量的改性方法已不适用于臭氧光催化消除.本文以Bi₂WO₆为基础,先后进行了Fe掺杂以及TiO₂负载,制备了一系列Fe-Bi₂WO₆@TiO₂复合材料,并对复合材料进行了物性表征及臭氧催化活性测试.结果表明, Fe-Bi₂WO₆@TiO₂材料具有典型的包覆结构,表现出可见光响应并激发了氯自由基的生成.氯自由基作为消除O₃的活性物种，驱动了一种类似“臭氧层空洞效应”的光化学反应机制,即表面氯化的TiO₂受光激发产生氯自由基,引发链式反应,大幅提升了臭氧分解的性能.Fe-Bi₂WO₆@TiO₂对O₃的消除率最大为93%.氯自由基的引入以及复合材料可见光响应的拓展,可大幅提升光催化臭氧消除能力.

关键词

氯自由基 / 可见光响应 / 光催化 / 臭氧 / 包覆结构