一种新型高效除汞光催化剂。图片来源：北京理工大学出版社有限责任公司
上海电力大学能源与机械工程学院的科学家开发了一种新型高效除汞光催化剂。
他们在《能源材料进展》上发表了他们的研究成果.
“开发节能、安全、可持续的光催化除汞技术势在必行，”论文作者、上海电力大学能源与机械工程学院教授吴江说。“目前，热催化技术占据了大部分市场，但它们在制造成本和可持续性方面受到限制。”
吴总解释说，作为热催化技术的替代技术，光催化技术具有几个显著的优势，特别是作为烟气的光催化除汞技术，可以有效控制烟气中的汞排放。
“光催化技术利用将太阳能转化为化学能的原理，在解决空气污染问题方面具有巨大潜力，具有环境友好、节能、安全、可持续发展等特点，”吴说。
“光催化氧化除汞技术[利用]在可见光下产生活性自由基，[氧化]汞0汞2+，并[使用]现有的空气污染设备来去除汞。该技术无二次污染，稳定性好，在污染物治理中逐步得到应用。
然而，光催化技术不能简单地与热催化技术交换以去除烟气中的汞。高效除汞光催化剂需要具备以下条件：
（1）带隙小，可提高响应光谱范围，提高光能利用率。
（2）应确保材料的价带电位与能产生强氧化性物质的电位相比得到校正，材料的导电电位应比能产生强氧化性物质的电位更负。
（3）活性位点较多：目前对催化界的看法是活性位点具有最高的光催化活性，因此需要较大的比表面积来负载更多的活性位点，提高光催化剂的活性。
（4）较高的载流子寿命，光子激发电子跃迁，产生电子-空穴对，一旦电子与空穴在体内复合，将无法发生催化还原反应，因此增加载流子寿命是提高电子空穴与汞反应的概率。据吴介绍，光催化除汞技术的发展和完善还有很长的路要走。
吴江及其团队回顾了以往的工作，开发了一系列铋基光催化除汞材料。“构建异质结的策略可以有效调节复合光催化剂的能级结构，优化光响应性能，加速载流子的高效传输和分离。”
“在这项工作中，我们引入了缺陷工程和耦合g-C3N5，进一步提高了铋基材料的光催化除汞性能。研究结果为g-C的应用提供了理论支撑3N5及其复合材料在烟气除汞领域的应用。
“为了开发可靠、稳定的光催化除汞材料，我们构建了g-C3N5/毕5O7I通过煅烧复合光催化剂。
“该复合材料独特的Z型异质结结构具有氮和氧空位，有助于电子和空穴的有效分离和迁移。吴先生说。本文提出了内建电场和缺陷结构共处理的光催化脱汞反应机理。本工作为g-C的合成与开发开辟了一条新途径3N5光催化异质结材料”
更多信息：WeiqunChuetal，Z-SchemeHeterojunctiong-C3N5/Bi5O7I高效脱汞光催化剂，能源材料进展（）.DOI：10./energymatadv.