催化臭氧分解是消除环境中臭氧的一项很有前景的技术。
然而,开发在高效分解臭氧的同时,在高湿度条件下仍能保持稳定性能的氧化还原活性催化剂仍然具有挑战性。
基于此,2025年3月25日,暨南大学朱明山、宁波大学翟春阳、深圳大学丁腾达等人在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Defect-based Lewis pairs on hydrophobic MnO mesocrystals for robust and efficient ozone decomposition》的研究论文。
在此,作者开发了一种疏水性碳包覆的介晶MnO(Meso-MnO@C),其具有高密度的锰空位(VMn)基路易斯对(LPs),用于催化臭氧分解。
VMn的存在导致MnO的电子结构发生重组,形成VMn-Mn酸性位点和相邻的晶格氧原子作为碱性位点。
这些LPs作为电子供体和受体,促进快速电子转移,降低O₃转化为O₂的能垒。疏水性碳层在潮湿条件下防止水在Meso-MnO@C上积聚。
因此,Meso-MnO@C在高重量小时空间速度1500 L·g⁻¹ h⁻¹下实现近100%的O₃分解,具有快速反应动力学,在65%相对湿度下稳定运行100小时。
Yang, J., Yi, Z., Li, J. et al. Defect-based Lewis pairs on hydrophobic MnO mesocrystals for robust and efficient ozone decomposition. Nat Commun 16, 2922 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-58257-9
