中国科大研究发现氮气与氧气在纳米二氧化钛表面光催化形成硝酸盐

中科大

近日，中国科学技术大学化学与材料科学学院取得新成果，发现纳米二氧化钛可以将空气中的氧气与氮气在光照条件下转化为硝酸盐，从而揭示了广泛使用的纳米二氧化钛材料可能导致的潜在环境污染问题。该成果以“Nitrate formation from atmospheric nitrogen and oxygen photocatalysed by nano-sized titanium dioxide”为题发表在7月31日出版的Nature Communications上。

纳米级二氧化钛由于其高折射率、超强的紫外光吸收能力、优异的杀菌、除臭及防污性能，而作为一种环境友好的光催化剂和添加剂，在全世界范围内的多个领域广泛使用，如用于防晒护肤品、食品、白色油漆等消费品及家居生产，其年生产量高达数百万吨，并不断增加。

俞汉青教授课题组的博士生院士杰、陈洁洁等通过实验证明大气中丰富的氮气和氧气可以在纳米二氧化钛表面通过光催化反应形成硝酸盐，并结合理论计算和分析阐明了硝酸盐的形成机制。过量硝酸盐排放到水体中会对人体产生毒害，如导致儿童的“蓝色婴儿综合症”，也可引起水体富营养化和蓝藻的爆发，产生环境污染问题。二氧化钛光催化形成硝酸盐这一光催化反应的发现提醒人们可能低估了大量使用纳米二氧化钛的潜在环境风险。该化学反应一方面可能加剧日趋严重的氮污染问题，而另一方面也提供了一种条件温和且成本低廉的硝酸盐生产新方法。