中國科大研究發現氮氣與氧氣在納米二氧化鈦表面光催化形成硝酸鹽

2020-12-02 中國科大..

中國科大研究發現氮氣與氧氣在納米二氧化鈦表面光催化形成硝酸鹽

近日，中國科學技術大學化學與材料科學學院取得新成果，發現納米二氧化鈦可以將空氣中的氧氣與氮氣在光照條件下轉化為硝酸鹽，從而揭示了廣泛使用的納米二氧化鈦材料可能導致的潛在環境汙染問題。該成果以「Nitrate formation from atmospheric nitrogen and oxygen photocatalysed by nano-sized titanium dioxide」為題發表在7月31日出版的Nature Communications上。

 

納米級二氧化鈦由於其高折射率、超強的紫外光吸收能力、優異的殺菌、除臭及防汙性能，而作為一種環境友好的光催化劑和添加劑，在全世界範圍內的多個領域廣泛使用，如用於防曬護膚品、食品、白色油漆等消費品及家居生產，其年生產量高達數百萬噸，並不斷增加。

 

俞漢青教授課題組的博士生院士傑、陳潔潔等通過實驗證明大氣中豐富的氮氣和氧氣可以在納米二氧化鈦表面通過光催化反應形成硝酸鹽，並結合理論計算和分析闡明了硝酸鹽的形成機制。過量硝酸鹽排放到水體中會對人體產生毒害，如導致兒童的「藍色嬰兒綜合症」，也可引起水體富營養化和藍藻的爆發，產生環境汙染問題。二氧化鈦光催化形成硝酸鹽這一光催化反應的發現提醒人們可能低估了大量使用納米二氧化鈦的潛在環境風險。該化學反應一方面可能加劇日趨嚴重的氮汙染問題，而另一方面也提供了一種條件溫和且成本低廉的硝酸鹽生產新方法。

 

 

上述研究得到科技部和國家自然科學基金委的支持。

 

（化學與材料科學學院）

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