美国研究人员研发净水制氢双用途催化剂

美国俄勒冈州立大学研究人员日前开发出了一种双重用途的光催化剂，可以净化被除草剂污染的水，同时产生氢气。这种双重用途催化剂由二氧化钛等半导体材料组成。

水污染是全球面临的一大挑战，这种光催化剂可以吸收太阳光来分解水中的有机污染物。相关研究成果已在美国化学会旗舰期刊《ACS催化》发表。

该校化学助理教授基里亚科斯·斯蒂利亚诺说：“我们可以将氧化反应和还原反应结合到一个过程中，以建立高效的光催化系统。通过光降解发生氧化反应，并通过析氢反应发生还原反应，达到氧化还原反应。”

二氧化钛是一种常见的光催化剂，通常被应用于墙壁、地板、天花板和家具的自清洁涂层。催化剂自身不会发生任何化学变化，也不会对环境造成污染。

研究人员发现，将掺杂氮和硫的锐钛矿作为光催化剂，可以降解大量的除草剂草甘膦，同时产生氢气，可谓是“一石二鸟”。通过光催化分解水来生产氢气，比传统的化石燃料制氢更清洁、更可持续。

草甘膦是一种广泛使用的除草剂，可以应用于非农田、果园、道路、林业等。研究人员称，施用的草甘膦只有一小部分发挥了作用，大部分都进入了周围环境中，人们担忧草甘膦可能会渗入土壤和地下水，对健康造成损害。

除了与能源相关的作用外，氢还有许多科学和工业用途。氢被用于汽车燃料电池和包括氨在内的许多化学品的制造。

研究人员还测试了光催化剂对其他两种常用除草剂的降解作用，也证明了有效。

草甘膦的主要降解产物为甘氨酸、甲酸和磷酸。这些降解产物仍然需要进行降解或从水中分离出来，研究团队正在对这一问题进行研究。