Exploración de catalizadores altamente selectivos a través de la fabricación de vacantes de oxígeno en TiO2

Vacancia de oxígeno (O_v) influye significativamente en el proceso de oxidación a través de la adsorción y activación del oxígeno. El dopaje de elementos puede producir vacantes de oxígeno en dióxido de titanio (TiO_dos), pero los efectos de los dopantes en la reacción de oxidación sobre la vacante de oxígeno siguen sin estar claros.

Un equipo de investigación del Centro de Investigación de Ciencias Ecoambientales de la Academia de Ciencias de China fabricó recientemente una vacante de oxígeno dopando nitrógeno en anatasa de TiO_dos. Sus resultados fueron publicados en Informes celulares Ciencias físicas.

Para fabricar vacantes de oxígeno con diferentes estructuras, los investigadores doparon nitrógeno (N) y boro (B) en anatasa de TiO_dos (N-TiO_dos y B-TiO_dos). ambos norte^–-Tú³⁺-O_v y usted₃⁺-O_v se observaron en N-TiO_dospero solo tu³⁺-O_v en TiO_dos y B-TiO_dos. Los resultados mostraron que N^–-Tú³⁺-O_v es más reactivo que Ti³⁺-O_v yo no_dos activación.

Además, la N^–-Tú³⁺-O_vsitios activos formado en N-TiO_dos aumentar significativamente el rendimiento térmico y la selectividad de la oxidación de enlaces CH primarios en tolueno.

La adsorción y activación de O_dos son el paso limitante de la velocidad en la oxidación selectiva de enlaces CH primarios a tolueno. No^–-Tú³⁺-O_v Como donantes de electrones contribuyó a la rápida formación de especies de superoxígeno (·O_dos^–), que demostró ser oxígeno activo para la oxidación del enlace CH primario.

O fabricación de N^–-Tú³⁺-O_v sitios abre una nueva forma para que los dopantes mejoren la reactividad de vacantes de oxígeno y aumenten la selectividad de oxidación primaria de CH.