本网讯 近期，化学化工学院宋昕杰博士团队与江西省科学院、福州大学等合作，在国际知名期刊Chemical Engineering Journal（《化学工程期刊》）在线发表两篇光热催化去除氮氧化物领域的最新研究成果。Chemical Engineering Journal是中科院一区TOP期刊，最新影响因子为12.5。
8月下旬，Chemical Engineering Journal在线发表该团队最新研究成果，论文题为“Visible-light-enhanced photothermal catalysis over Cu/N-TiO2with oxygen vacancies for efficient NO + CO abatement”（可见光增强含氧空位Cu/N-TiO2光热催化高效去除NO与CO）。宋昕杰博士为论文第一作者和通讯作者，江西省科学院程刚副研究员和福州大学戴文新研究员为论文共同通讯作者，湖北师范大学为论文第一单位。
NO和CO是交通运输及工业生产过程中重要的有害气体，其高效协同脱除对改善大气环境质量具有重要意义。研究团队以廉价的TiO2为载体，通过氮掺杂调控材料电子结构并构筑丰富的氧空位，同时引入Cu纳米颗粒，制备了Cu/N-TiO2复合催化剂。研究发现，氮掺杂不仅改善了TiO2的可见光响应，而且有利于氧空位的形成；Cu纳米颗粒的引入则进一步增强了材料的可见光吸收和界面电荷传输能力。5%Cu/N-TiO2在150°C及可见光照射下，实现了NO和CO的近乎完全转化，并保持了高N2选择性。原位红外光谱和XPS分析表明，可见光照射增加了Cu物种表面的电子积累，从而增强了CO的吸附与活化并形成Cu-C≡O中间体，而氧空位则有利于NO的解离。生成的NCO*物种是后续生成N2和CO2的关键中间体。DFT计算进一步证实，NO优先吸附在氧空位上，而CO倾向于吸附在Cu纳米颗粒上。LSPR诱导的热电子与光热耦合效应的协同作用，共同提升了催化效率与稳定性。目前的排放控制技术中，利用CO还原NO主要依赖于高温热催化；其核心瓶颈在于如何在温和、节能的条件下实现高效且持久的NO与CO消除。这种可见光增强的光热催化体系，为设计用于NO消除的低成本、高效非贵金属催化剂提供了一种有效策略。
可见光照射下Cu/N-TiO2上NO+CO反应的机理图
6月下旬，Chemical Engineering Journal在线发表了该团队在光热催化领域的研究成果。论文题为“Photo-induced oxygen vacancies for enhanced NO reduction into ammonia over a Pd/Fe2O3catalyst”（光诱导氧空位增强Pd/Fe2O3催化剂上NO还原为氨的性能）。宋昕杰博士为论文共同通讯作者，江西省科学院程刚副研究员为第一作者，江西省科学院邹俊华副研究员、福州大学戴文新研究员为论文共同通讯作者，湖北师范大学为论文第二单位。
氮氧化物（NOx）是大气环境中的重要污染物之一。传统NOx治理通常以污染物无害化去除为目标，而将有毒NO直接转化为高附加值氨（NH3），则能够实现污染物治理与资源回收的协同，为氮氧化物资源化利用提供新的思路。研究人员探索了光热协同条件下氧空位对Pd/Fe2O3催化NO-CO-H2O反应生成NH3的影响。研究发现，引入光照显著促进了WGSR和NO的还原过程。光谱表征与理论计算相结合的结果表明，光照促进了氧空位的形成与再生，进而促进了WGSR过程中H2O解离产生活性氢物种，以及随后的NO吸附与加氢过程，从而提高了NH3的产率。该研究为通过产生光诱导氧空位来调控温和条件下热催化NO还原合成氨提供了有价值的见解。
Pd/Fe2O3催化剂上光辅助热催化NO-CO-H2O反应生成NH3示意图
以上工作得到了国家自然科学基金（No. 22272025, 22202091）和湖北省自然科学基金（No. 2025AFB292）等项目的资助。
论文信息：
1.Visible-light-enhanced photothermal catalysis over Cu/N-TiO2with oxygen vacancies for efficient NO + CO abatement
Xinjie Song*,Yunxia Li, Rongying Wei, Zhixin Xia, Yipeng Wang,Di Hu,Junnan Tao, Gang Cheng*, Wenxin Dai*
Chemical Engineering Journal, 2026, 547, 180792.
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.180792
2.Photo-induced oxygen vacancies for enhanced NO reduction into ammonia over a Pd/Fe2O3catalyst
GangCheng,Wenbin Yi, Junhua Zou*, Qing Gong, Zhenxiong Huang,Jianping Zhou, Xinjie Song*, Wenxin Dai*
Chemical Engineering Journal, 2026, 543, 178380.
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.178380