使用在室温下工作的催化剂在空气净化方面取得突破

日本东京 - 东京都立大学的研究人员表明，一种由金纳米粒子负载在金属氧化物骨架上的新设计的催化剂显示出空气中氨杂质的分解，具有极好的转化为氮气的选择性。重要的是，它在室温下有效，使其适用于日常空气净化系统。该团队成功地确定了这种行为背后的机制，为其他新型催化材料的设计铺平了道路。

许多人都很熟悉氨的独特，尖锐的气味。它是一种常见的工业化学品，主要用作肥料的原料以及家庭和医疗环境中的消毒剂。浓缩时毒性也很高;美国职业安全和危害管理局在8小时工作日和40小时工作周内平均上限为呼吸空气百万分之50。鉴于其广泛的工业用途和在自然界中的存在，最重要的是采取有效措施，在日常工作和生活环境中去除大气中不需要的氨。

催化剂，如汽车催化转化器中的催化剂，可以帮助解决这个问题。与仅仅捕获有害物质的过滤器不同，催化过滤器可以帮助将氨分解成无害的产品，如氮气和水。它不仅更安全，可防止有毒化学物质的积聚，而且还无需定期更换。然而，常见的氨存在催化剂仅在超过200摄氏度的温度下起作用，使得它们效率低并且不适用于家庭环境。

现在，由东京都立大学的项目教授Toru Murayama领导的团队设计了一种可在室温下发挥作用的催化过滤器。新设计的过滤器由粘附在氧化铌骨架上的金纳米粒子组成，在将氨转化为氨的过程中具有高选择性，几乎所有的转化为无害的氮气和水，没有氮氧化物副产物。这被称为选择性催化氧化(SCO)。他们与NBC Meshtec Inc.的工业合作伙伴合作生产工作原型;过滤器已经应用于将氨污染的气体减少到不可检测的水平。

重要的是，该团队还成功地发现了材料的工作机制。他们表明，金纳米粒子起着重要作用，负载增加导致催化活性增加;他们还发现，框架的选择非常重要，实验表明，在氧化铌骨架上称为布朗斯台德酸位点的化学位点在材料的选择性方面发挥了重要作用。该团队希望这样的一般设计原则可以应用于其他催化材料的创建和修改，从而扩展其不断增长的应用范围。

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