研究人员已经开发出一种新的催化剂,利用氮掺杂的生物质碳,可以在较低的温度下增强对有害污染物的降解。浙江大学的一项研究详细介绍了这一突破,为减轻环境污染提供了一种可持续的、具有成本效益的方法,强调了生物质衍生材料在改善环境保护工作方面的潜力。
科学家们通过改善含氮生物质碳的钒基催化剂的性能,在减少环境污染方面取得了显著进展。这种方法有助于呋喃在较低温度下的分解,提供了一种更有效的方法来消除危险污染物。此外,这一进展标志着在开发更可持续和更经济的环境保护方法方面取得了重大飞跃。
多氯二苯并对二恶英和二苯并呋喃因其致癌性和在环境中的持久性而成为危险污染物。传统的催化氧化方法在低温下面临着高成本和低效率的挑战。研究表明,使用碳材料,如碳纳米管和活性炭,通过增强活性位点的吸附和分布来提高催化性能。
图形抽象。a各种催化剂对呋喃的去除率,b不同NHPC添加量的催化剂在160℃下对呋喃的催化氧化。HPC分级多孔碳,AC活性炭,NHPC n掺杂分级多孔碳,c样品在200℃,GV=8000ml g?1 h?1下的在线反应时间,d NHPC和HPC复合催化剂的比较活性测试,呋喃对V/T1%NHPC1, V/T-1%NHPC2和V/T-1%HPC的催化性能。来源:废物处理与可持续能源
然而,它们的应用受到成本和维护问题的限制。从生物质中提取的n掺杂碳材料具有高表面积和孔隙率,具有降低操作温度和提高效率的潜力,是一种很有前途的替代方案。
催化剂开发突破
在最近发表在《废物处理与可持续能源》杂志上的一项新研究中,浙江大学的研究人员介绍了一种结合了钒基成分和氮掺杂生物质碳(NHPC)的催化剂。这一进展显著提高了呋喃的低温降解活性,为高效分解持久性有机污染物提供了新的解决方案,标志着环境修复工作向前迈出了重要一步。
在本研究中,研究人员开发了一系列钒基催化剂,并通过生物质的氮掺杂分层多孔碳(NHPC)显著增强了其催化性能。这种增强导致呋喃(一种持久性有机污染物)在较低温度下的降解显著改善。NHPC在催化剂结构中的引入促进了活性位点的增加,改善了氧化钒相的均匀分布,这对催化过程至关重要。在150°C时,改性催化剂实现了50%的呋喃转化率,与传统催化剂相比有了显著提高,在200°C时实现了完全转化。
可持续的Enviro政府修复技术
该研究的首席研究员唐明辉博士说:“这一突破不仅提高了呋喃在较低温度下的降解效率,而且为可持续的环境修复技术开辟了新的途径。”
n掺杂分层多孔碳(NHPC)在催化剂中的应用标志着环境技术的重大进步,为去除有害污染物提供了一种低温、经济的方法。这一创新不仅为污染控制设定了新的标准,而且强调了生物质衍生碳材料在催化降解方面的潜力。提高污染物降解效率,培育可持续的环境保护方案。
参考文献:“n掺杂生物质碳对钒基催化剂对呋喃低温降解的增强机理”,王玲,唐明辉,李宏先,丁家民,邱娟,卢盛勇,2023年12月21日,《废物处理与可持续能源》。DOI: 10.1007 / s42768 - 023 - 00172 - 0