一氧化氮氣體是常見的大氣污染物質(zhì)之一，而甲烷氣體也不例外。無論一氧化氮氣體還是甲烷氣體的排放，都會威脅到環(huán)境。如果能夠利用合理的方法催化這兩種氣體，就能實現(xiàn)保護環(huán)境的目的。那么如何才能催化一氧化碳和甲烷氣體呢？

 

  之前的一項研究結(jié)論認為，畜牧業(yè)應(yīng)為超過51％的溫室氣體排放負責(zé)。甲烷是這些氣體的最重要部分，然后才是黑碳和一氧化氮。按20年的平均數(shù)字，甲烷產(chǎn)生的熱量比二氧化碳多72倍。按5年的平均數(shù)字，甲烷將會更加強大，產(chǎn)生熱量比二氧化碳要多100倍。甲烷也是天然氣的主要成分，在天然氣鉆探操作和管道運輸過程中存在甲烷泄漏到大氣中的現(xiàn)象。石油公司有時會排空甲烷氣體或者將其作為廢氣燃燒。目前，全美1/4的甲烷排放來自于石油和天然氣產(chǎn)業(yè)。 合理有效的降低甲烷的排放，催化一氧化氮和甲烷氣體體能實現(xiàn)保護環(huán)境的目的。


  氮氧化物(NOx)為一般人們所熟知的空氣污染物，本實驗欲探討在低溫下(100℃以下)，以光驅(qū)動的方式是否也能達到選擇性還原的目的，運用原位傅轉(zhuǎn)換紅外線光譜儀(In situ Fourier TransformInfrared Spectroscopy)，可以觀察反應(yīng)中間體，進而瞭解反應(yīng)機制。本實驗用熱水解法（thermal-hydrolysis method）製備光觸媒純二氧化鈦和1wt%白負載的二氧化鈦。光觸媒催化反應(yīng)是以紫外光為光源。本實驗觀察在25、50 及100℃下，甲烷與一氧化氮同時吸附在二氧化鈦與1wt%白負載的二氧化鈦上。照光后，大部分的甲烷在光催化反應(yīng)中形成甲酸及二氧化碳。一氧化氮在吸附時變成二氧化氮、雙牙基亞硝酸和單牙基硝酸，照光后雙牙基亞硝酸消失，取而代之的是雙牙基硝酸、單牙基硝酸以及氰酸鹽NCO 的產(chǎn)生，許多文獻視其為選擇性吸附之中間產(chǎn)物，又加上本研究也觀察到NH2，故推測在本實驗中，照光可以促進部分催化一氧化氮變成氮氣，進而達到低溫選擇性還原的目的。