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華科張延榮JMCA：Au單原子錨定的WO3/TiO2納米管光催化降解揮發性有機化合物

單原子催化劑（SACs）具有100%的原子利用率和較高的活性，是一種很有前途的光催化氧化（PCO）技術。然而，由于催化劑合成方法復雜，其實際工業應用仍然受到限制。

基于此，華中科技大學張延榮教授（通訊作者）等人報道了一種簡單的兩步電化學方法來合成了負載金（Au）原子分散的WO₃/TiO₂納米管陣列，用于揮發性有機化合物（VOCs）氧化的。

根據間接相對論軌道拉伸效應（IROSE），對比其他金屬貴金屬，Au容易引發化學反應，因此選擇Au。通過錨定Au單原子增強了電荷傳輸，減少了電子空穴復合并促進了甲苯的吸附，從而表現出優異的光催化甲苯去除性能。

由于Au單原子錨定的WO₃/TiO2納米管增加了金屬-載體相互作用，實現了Au單原子的熱力學穩定性，從而確保了POC的耐久性。此外，通過原位FTIR光譜系統研究了氣態甲苯的光催化降解機理。

通過實驗測試表明，Au原子被WO₃表面的氧空位（OVs）錨定，顯著增強了光生載流子的分離和轉移以及甲苯的吸附，實現了95.4%的降解和85.5%的甲苯去除率。

更重要的是，強烈的金屬-載體相互作用導致了Au單原子的熱力學穩定性，因此實現了穩定的甲苯降解循環。該工作對SACs技術光催化VOCs去除的應用具有重要的工業意義。

Au single atom-anchored WO₃/TiO₂ nanotubes for the photocatalytic degradation of volatile organic compounds. J. Mater. Chem. A, 2021, DOI: 10.1039/D1TA08143H.

https://doi.org/10.1039/D1TA08143H.

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