分离膜与膜过程国家重点实验室马爱静，杨丽霞
近日，国际著名刊物 Chemical Communications ( IF=6.319) 发表了我校环境与化学工程学院桂建舟团队最新研究成果，题为“Controlled synthesis of hierarchically crossed metal oxide nanosheets arrays for diesel soot elimination”（中文：可控合成等级结构的金属氧化物交叉纳米片阵列用于柴油车碳烟颗粒的消除）。相关研究成果受到审稿人的高度评价，被作为封面文章发表。
图片来源：膜国家重点实验室
近年来，粒径小于2.5 µm 的空气颗粒污染物（PM2.5）对环境和人体的危害引起越来越广泛的关注，其中，机动车尾气中PM2.5主要以碳烟颗粒（soot）的形式存在。催化氧化技术（Diesel Oxidation Catalysis，DOC）被认为是消除尾气中碳烟颗粒的最有效技术。但是由于碳烟颗粒尺寸比较大（>25 nm），难以进入传统的DOC催化剂孔道内部，阻碍催化剂与碳烟颗粒之间的接触，导致碳烟颗粒消除效率低下。
该团队利用整体式FeOx基底上Fe2O3纳米片的模板导向作用，通过对基底上硝酸盐膜进行热处理直接得到了一系列具有等级结构的金属氧化物（Co3O4，NiO，MgO等）交叉纳米片基薄膜，纳米片间的空隙既保证了催化剂与碳烟颗粒之间的有效接触，又能促进反应气氛及产物二氧化碳的传递，从而表现出优异的碳烟颗粒催化消除性能。其中，Co3O4纳米片薄膜催化剂在450 oC时就已经达到了碳烟颗粒的最大燃烧速率，相比于传统的Co3O4颗粒足足降低了50 oC。该研究提供了一种简单、高效、普适的方法直接合成纳米片基薄膜用于碳烟颗粒的高效催化消除。该研究获得了国家自然科学基金项目（No. 21736191、No. 21576211）和中国博士后科学基金（一等，No. 2017M610164）的资助。
论文第一作者马爱静现为2016级博士后，2015年博士毕业于澳大利亚南澳大利亚大学，随后在新加披南洋理工大学化学与生物医药工程学院从事研究一年。（审核：膜国家重点实验室 何本桥）