BiOCl是一种著名的环境光催化剂，具有强的光吸收，优良的载流子动力学，易于调节的表面原子结构，以及出色的分子氧活化能力，产生环境必需的活性氧(ROS)，包括单线态氧、过氧阴离子、超氧自由基和羟基自由基)。由于这些优点，BiOCl光催化在非选择性氧化去除有机污染物方面显示出潜力。然而，由于BiOCl不能精确控制中间氧活性物种和反应途径，因此将NO光催化选择性氧化为硝酸盐(NO3‒)且产生最少的毒性气态副产物二氧化氮(NO2)仍然是一项挑战。 近日，华中师范大学/上海交通大学张礼知教授、华中师范大学艾智慧教授和多伦多大学毛成梁博士合作，通过在BiOCl表面构建三角形Cl-Ag1-Cl位点用于增强分子氧活化和调控光催化NO氧化反应路径实现了高选择性将NO光催化氧化为硝酸盐。
图1. Ag1/BiOCl的精细结构表征 高角环形暗场扫描透射电镜、表面能计算和EXAFS结果表明，Ag以单原子锚定在Cl终端(001)面暴露的BiOCl表面，形成三角形Cl-Ag1-Cl结构。 图2. 银单原子对BiOCl能带结构和载流子动力学影响的分析 图3. Ag1/BiOCl增强O2活化的分析 图4. Ag1/BiOCl光催化NO氧化的性能和反应过程分析 三角形Cl-Ag1-Cl位点锚定在Cl终端(001)面暴露的BiOCl纳米片上，可以实现高效和选择性的将NO光催化氧化为硝酸盐(90%的NO转化率和97%的硝酸盐选择性)。三角形的Cl-Ag1-Cl位点有利于氧气的吸附，促进BiOCl的光吸收和电子转移动力学，促进单电子分子氧活化到超氧自由基 (•O2−)。在NO光氧化去除过程中，•O2−选择性地与NO反应生成具有强吸附作用的双齿硝酸盐，从而抑制硝酸盐解离产生不利的副产物NO2。该研究提供了一种简便的途径来增强活性氧的生成及调控反应路径，以实现高效和选择性的污染物去除。 论文信息 Triangle Cl-Ag1-Cl Sites for Superior Photocatalytic Molecular Oxygen Activation and NO Oxidation of BiOCl Furong Guo, Chengliang Mao*, Chuan Liang, Pan Xing, Linghao Yu, Yanbiao Shi, Shiyu Cao, Fanyu Wang, Xiao Liu, Zhihui Ai* and Lizhi Zhang* 文章的通讯作者是华中师范大学/上海交通大学的张礼知教授、华中师范大学的艾智慧教授和多伦多大学的毛成梁博士，第一作者是华中师范大学的博士研究研究生郭福荣。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202314243
