印第安纳州布卢明顿市——印第安纳大学环境科学家的研究表明,用于“自洁”涂料和建筑表面的空气污染去除技术实际上可能会导致比它们解决的问题更多的问题。

该研究发现,二氧化钛涂层因其在分解接触空气中的污染物方面的作用而被视为很有前途,在现实条件下,很可能将大量的氨转化为氮氧化物,这是有害臭氧污染的关键前体。

“随着空气质量标准变得更加严格,人们将考虑其他可以减少污染的技术,”印第安纳大学布卢明顿分校公共与环境事务学院助理教授乔纳森·d·拉夫(Jonathan D. Raff)说,他也是这项研2022世界杯八强水位分析究的作者之一。“我们的研究表明,这可能不是其中之一。”

“氨在TiO上的光氧化2作为大气条件下NO和NO2的来源”美国化学学会杂志并可在网上获得。其他作者包括SPEA的博士生Mulu Kebede和Nicole Scharko,加州大学欧文分校的Mychel Varner和加州大学欧文分校和耶路撒冷希伯来大学的R. Benny Gerber。

研究人员计算出,在使用二氧化钛技术的地区,氨降解可以占到邻近地区氮氧化物的13%。这表明,该技术的广泛使用可能对臭氧的形成有重大贡献。

这些发现是及时的,因为美国环境保护署正在制定更严格的地面臭氧法规,臭氧是光化学烟雾的主要成分。污染与严重的健康问题有关,包括呼吸困难和心肺疾病。

臭氧是由主要来自机动车排放的氮氧化物(NOx)和工业过程产生的VOCs反应产生的。在汽车上安装催化转换器已经有效地减少了城市地区的臭氧,但可能需要不同的技术来满足未来更严格的空气质量标准。2022世界杯八强水位分析

这一需求引发了人们对二氧化钛的兴趣。这种化合物可以作为光催化剂,在阳光下分解氮氧化物、氨和其他污染物。涂有二氧化钛的“自清洁”表面可以分解附着在城市建筑上的化学污垢。新闻报道称赞了涂有这种化合物的“抗雾霾”瓷砖和混凝土表面。

但是拉夫和他的同事表明,在正常的环境条件下,二氧化钛也催化氨不完全分解为氮氧化物。氨是机动车尾气中含量丰富的成分,氨转化为氮氧化物可导致有害臭氧浓度的增加。

“我们证明了大气中的NH3(氨)被吸收到含有TiO的表面上2并不是像以前认为的那样是一个永久性的清除过程,而是产生活性氮氧化物的光化学途径,这种氧化物在空气污染中起作用,并与重大的健康影响有关,”作者写道。

拉夫也是印第安纳大学艺术与科学学院的化学兼职教授,他说,其他研究错过了对氨的影响,因为他们调查的是工业条件下高水平排放的反应,而不是城市环境中通常存在的低水平和实际湿度水平。

研究结果还对使用二氧化钛进行环境修复的其他建议提出了质疑,例如,从密闭牲畜喂养作业产生的排放物中去除引起气味的有机化合物。二氧化钛也被认为是一种地球工程物质,可以被注入上层大气,反射来自地球的阳光,对抗全球变暖。

Raff实验室的进一步研究旨在更好地理解二氧化钛催化氨分解所涉及的分子过程。研究结果可以为开发更有效的污染控制设备以及改进涉及氨的工业过程提供建议。