近期，Chin Chem Lett在线发表了陕西科技大学大学王传义团队的文章，题目：Amorphous titanium carbide on N-defective g-C3N5for high-efficiency photocatalytic NO removal，doi: 10.1016/j.cclet.2024.110086.
氮氧化物（NO）会对人类健康和环境产生危害。光催化被认为是去除ppb级NO最有前景和最环保的方法之一。但光催化净化NO面临着各种挑战，如NO去除效率低和副产物产率高等。特别是，光催化氧化NO过程中产生的有毒副产物NO2甚至比NO毒性更大。高效催化剂的设计和构造对于NO的光催化氧化至关重要。空位工程和负载助催化剂是提高光催化剂活性的一种有效方法。在两相界面形成的内置电场可以有效驱动光生载流子的分离和转移。此外，助催化剂还可以作为光催化反应的活性位点。Ti3C2（TC）是一种新兴的二维层状材料，在光催化领域有巨大的潜力。
本文使用了一种高效简单的反应路线来合成具有N空位的g-C3N5纳米片。然后通过TC在N-空位g-C3N5纳米片上的自组装制备了CNX/TC复合材料。TC会在光催化过程中从晶体结构转变为非晶态结构（图1）。
图1. CNX/TC-2%的(a, b) SEM和(c, d) TEM图像。CNX/TC中TC的选区电子衍射(e, f)。TC、CNX、CNX/TC-2%的XRD图谱(g)。光照前后CNX/TC-2%的XRD图谱(h)。
由于存在N空位和非晶态结构，设计的CNX/TC复合材料具有丰富的不饱和位点，用于吸附和活化O2和NO，从而促进NO的去除并抑制NO2的产生。CNX/TC-2%的NO去除率最高（48%），循环试验后可通过洗涤恢复光催化活性（图2）。
图2. (a) 合成样品的NO去除率，(b) NO2生成率(c) 光催化循环试验 (d) 光催化循环试验的NO2生成率。
根据EPR、TPD和DRIFTS光谱，推测出可能的反应机理。光照下，部分激发电子转移到TC，吸附的O2或H2O分子与TC中的电子反应，产生多种活性物种，参与光催化NO去除（图3）。
图3. (a) •O2-的EPR光谱, (b) •OH, (c) 1O2信号，(d)吸附和光催化NO过程中的DRIFTS光谱，(e)不同样品的NO-TPD曲线，(f) CNX/TC中NO去除的光催化机制。
【作者简介】
王传义，德国洪堡学者、英国皇家化学会会士、国际先进材料学会会士、欧洲科学院院士、陕西科技大学特聘教授、环境学院学术院长。主要研究方向为能源和环境光催化、环境材料、废物回收和低碳绿色技术等。发表了400多篇同行评审文章，引用次数超过22600次，H-index为85，授权了65项中美专利，出版了3部专著。近年来主持国家自然科学基金、国家科技支撑计划、中科院及地方项目30多项。自2021年以来被列入“世界前2%科学家”名单（物理化学排名前80）。还获得了包括中国天山奖、高被引科学家（Clarivate）和先进材料成就奖等多个奖项。
