近日,大气污染控制团队在《Fuel》(SCI二区Top,IF=7.5)发表光热协同催化CO氧化最新研究成果。团队贾勇教授和硕士研究生华敏为论文共同第一作者,通讯作者为团队王如意副教授。研究工作得到了冶金减排与资源综合利用教育部重点实验室(安徽工业大学)开放基金和安徽省高校优秀青年人才项目的大力支持。

该研究通过水热-煅烧法成功制备了一系列NiCoO-NiO复合金属氧化物催化剂,并系统研究了其在CO光热协同催化氧化中的性能。结果表明,适量掺入Co显著提高了催化剂的低温活性、稳定性以及对H₂O和SO₂中毒的抵抗能力。特别是,2NiCoO-NiO催化剂在80 °C光照条件下可将5000 ppm的CO完全转化,其性能显著优于纯NiO以及其他具有不同Ni-Co摩尔比的对照样品,这突显了Ni和Co物种之间的协同效应以及光热耦合的促进作用。结构表征证实,2NiCoO-NiO 具有高比表面积(57.65 m2 g−1)、丰富的氧空位、窄带隙(2.02 eV)和高效的光生载流子分离,所有这些共同增强了表面反应动力学。机理研究表明,NiCoO-NiO复合金属氧化物催化剂表面的CO氧化行为遵循Mars-van Krevelen (MvK) 途径,其中Ni2+/Ni3+和Co2+/Co3+氧化还原对的协同作用有效地促进了活性氧种类的生成和循环。光热效应不仅提供了必要的热能,还显著提高了载流子迁移率并降低了活化能垒。