（通讯员 郭福荣）近日，艾智慧教授团队在单原子银增强氯氧铋光催化活化分子氧和高选择性氧化NO取得重要进展，在国际科学界权威期刊《德国应化》(Angew. Chem. Int. Ed.) 发表了题为“Triangle Cl-Ag1-Cl Sites for Superior Photocatalytic Molecular Oxygen Activation and NO Oxidation of BiOCl” (Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202314243) 的研究成果。华中师范大学2020级博士研究生郭福荣为该论文第一作者，通讯作者为毛成梁博士，艾智慧教授和张礼知教授。
层状结构的BiOCl是一种著名的环境光催化剂，用于分子氧活化和NO氧化。BiOCl不仅可以将响应波长从有限的紫外线(280-380 nm，太阳光能量的5%)扩展到丰富的可见光(380-800 nm，约占太阳能的45%)，还可以通过(Bi2O2)2+和2Cl‒板之间的内置场和缺陷态来延长光诱导载流子的寿命。此外，它无处不在的表面氧空位可以作为促进表面反应的活性位点，这些优点有利于其有效的O2活化生成活性氧(ROS)，在流动模式下，BiOCl光催化在15分钟内实现~70%的氧化NO。然而，BiOCl同时通过单电子(•O2‒)和双电子(O22‒)活化O2会导致NO氧化为硝酸盐(NO3‒)和毒性更大的气态二氧化氮(NO2)。更严重的是，通过单齿结构吸附在氧空位上的硝酸盐产物可能由于界面N-O键的减弱而发生光解，产生有毒的NO2。因此，通过单电子活化O2产生•O2‒并在BiOCl上将NO氧化为强吸附的双齿硝酸盐仍然是一个巨大的挑战。
艾智慧教授团队通过在BiOCl表面构建三角形Cl-Ag1-Cl位点用于增强O2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，选择性高达97%。该研究揭示了三角形的Cl-Ag1-Cl位点有利于O2以端连模式吸附，促进了BiOCl的光吸附和电子转移动力学，促进了单电子O2活化到•O2‒。在NO光氧化去除过程中，•O2‒选择性地与NO反应生成硝酸盐，并在Cl-Ag1-Cl位点形成具有很强的双齿吸附结构，从而抑制硝酸盐解离产生不利的副产物NO2（图）。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。
图. Ag1/BiOCl高选择性氧化NO示意图
该项研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划和中央高校基本科研业务费的支持。
文章链接：https://doi.org/10.1002/anie.202314243
课题组链接：http://www.irongroup.cn/
审核：郭彦炳
