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净化汽车尾气,只需氧原子越个狱,就这么简单?

来源:环保科普365 时间:2018-05-08

 众所周知

机动车、工业、燃煤、扬尘

是我国空气污染的四大“国蛀

机动车污染在多个城市

已经稳坐第一把交椅

排放的污染物中

危害最严重的当属

一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)

NO 在常温下无色无臭并对人有致癌作用

并且很容易被氧化成 NO2 

NO2 对呼吸系统有强烈的刺激作用

而 CO 被吸入人体后

非常容易和血红蛋白结合

致使人体缺氧

引起头晕、呕吐等中毒症状

说的容易做起来难啊

只能在净化尾气上下功夫

为此

科研人员也是绞尽了脑汁

嘿,还真想到一个方法

不让产生NO和CO有难度

那就在产生之后

排出来之前给他变没了

不就OK了

也不是彻底消失了

而是变成其他非污染物

借CO一个氧,变成CO2

NO呢,也给一个成NO2更不好了

干脆拿走它的氧,变成N2

这个氧哪儿来的呢

拿走的氧存哪儿呢

总不能留着空中当“空漂”吧

再说

不同意就借助外力强取豪夺啊

有种物质叫金属氧化物催化剂

这种催化剂老厉害了

能为 CO提供活泼氧

还能提供氧空位

NO可以把它的氧存在这里

自己就被还原成N2 了

这样形成氧化还原循环

同时去除 CO 和 NO 两种有害物质

使汽车尾气得以净化

没那么完美

如果在这个催化过程中

没有足够的活泼氧

或没有更多的氧空位

都将限制氧化还原的循环

降低污染物的去除效果

因此

问题的关键是

氧原子能否逃离金属的束缚

正常情况下

金属氧化物中

金属原子与氧原子之间

关系很稳定,难解难分

氧原子被套的牢牢的

想让他们主动闹掰分手

谈何容易

呃~可能他们没有朋友圈吧

不过中国科学院大连化学物理研究所

孙剑、俞佳枫研究团队

已经为氧原子制定了“逃跑计划”

这个计划的核心问题

就是“抢时间”

逃跑当然就是抢时间了

跑得慢就只能被逮回去了

采用高温淬火的方法

不断地拱火拱火

温度飙到2000℃的时候

氧化物晶体的结构大致形成

但此时金属和氧之间

还不是很熟

不好意思太过于亲密

关系处于亚稳定状态

金属原子对对方的束缚力较弱

然后急速地降温

给他们泼冷水

他们自然就短暂分开了

但是这个过程非常非常的短

想要把氧原子“追”到手

必须控制在秒级以内完成

所以下手一定要快

如果是位快手

那么就能成功地帮助氧原子

逃离束缚

参与到氧化还原循环中

然后就可以不断

循环循环循环循环

对,要的就是这个效果

来源:中科院之声

相关研究成果已在线发表于《化学科学》(Chemical Science2018, 9, 3386-3394)杂志上