钼基催化剂用于控制环境污染物

最近在EcoMat杂志上发表的一篇综述指出使用钼基催化剂以更好地控制水和空气污染物方面的一系列新发展，同时还探索了一系列有可能优化Mo基材料并用于高效催化剂的方法。

空气和水污染使重要的生态系统、食物链和人类生活所需的环境处于危险之中，为最紧迫的全球环境问题之一。水污染往往来自于重金属离子、难降解的有机污染物和细菌 - 来自工业和废水处理过程的有毒有害污染物，它们不会自然分解。这个问题因水体的富营养化而变得更加复杂，富营养化会导致大量细菌繁殖的有利条件，进一步污染和不利于水质。

空气污染主要由挥发性有机化合物（VOC）、氮氧化物（NOx）、硫氧化物（SOx）和二氧化碳（CO₂）组成，这些污染物主要来源于化石燃料的燃烧。二氧化碳作为一种温室气体的影响已被广泛记录在案，大量的二氧化碳对地球的气候产生了实质性的影响。

为了应对这些问题，已经开发了一系列技术和方法，包括旨在解决水污染问题的活性炭吸附、超滤和高级氧化工艺（AOPs）；以及在正在进行的空气污染斗争中经常使用的热催化、光催化和电催化技术。

催化剂是许多这些方法和技术的核心，而二硫化钼（MoS₂）、二氧化钼（MoO₂）、三氧化钼（MoO₃）、碳化钼（MoCx）和钼粉等钼基催化剂在过去几十年中被广泛使用。

钼基材料为控制水污染提供了很好的潜力，在AOPs中作为先进的催化剂和助催化剂被常规使用。这些材料也是许多芬顿或类似芬顿反应的关键，包括MoS₂、MoO₂和钼粉在内的材料的独特特性被用来支持污染物降解、消毒和重金属离子的还原等过程。

需注意的是，钼基催化剂为解决冶金废水带来的风险提供了一种有希望的手段，这些废水通常包括大量极毒的高价金属离子。这些离子对人类健康造成重大伤害，并可能破坏当地的生态系统，因此需要开发和实施能够有效去除重金属离子的强大、可靠和高效的催化剂。

钼基催化剂为这种污染提供了一个潜在的解决方案，支持和促成物理吸附、化学氧化还原反应和光催化反应等反应和过程，能够去除重金属并使其无害。Mo催化剂已被广泛用于支持用氨减少氮氧化物的发展，以及通过应用热催化、光催化和电催化进行二氧化碳转化。

MoO₃也是促进和稳定工业NH₃-SCR催化剂V₂O₅-MoO₃(WO₃)/TiO₂的核心，同时，由于Mo的低毒性、最低成本和大比表面积，Mo基分子筛的使用已经取得了许多进展。

减少二氧化碳的产生对解决空气污染问题至关重要，而钼基催化剂在一系列二氧化碳转化技术中提供了极好的潜力。

例如，MoS₂可用于CO₂电化学还原和光还原，而MoCx在CO₂水力发电和将CO₂转化为有用的燃料产品方面具有良好的潜力。

许多钼基材料的主要缺点来自于围绕成本和能力的限制，这意味着许多这些非常有益的材料只能应用于小规模或实验室的应用。

为了充分实现它们在全球范围内帮助解决空气和水污染的潜力，有必要将这些系统成熟为可行的工业规模应用。这些催化剂的放大和优化将是实现其广泛使用的关键。随着技术的进步和它们的应用越来越多地融入到普通的工业流程中，钼基催化剂的特性促使人们越来越多地研究它们在控制一些环境污染物方面的用途。

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