Light‐induced Fe‐LMCT Catalysis for Redox‐coupled Conversion of NOx and SO2 mixture

氮氧化物 氧化还原 催化作用 化学 光化学 无机化学 有机化学 燃烧
作者
Ruimin Chen,Jielin Wang,Taobo Huang,Zhang Chun-ling,Xiuping Zhu,Jieyuan Li,Fan Dong
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/ange.202510456
摘要

The coexistent nitrogen oxides (NOx) and sulfur dioxide (SO2) in flue gas pose inherent challenges for simultaneous removal due to their disparate reactivities. Conventional sequential treatments for their simultaneous removal face major issues of catalyst deactivation and byproduct generation. Here, we develop a subtle strategy using light‐induced ligand‐to‐metal charge transfer (LMCT) catalysis with Fe(II) ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA‐Feᴵᴵ) to achieve redox‐coupled conversion of NO and SO2 mixtures. LMCT excitation in EDTA‐FeII induces directional charge separation under irradiation, routing photogenerated electrons to Feᴵᴵ for driving selective NO‐to‐N2 conversion (selectivity: 99.89%), while photogenerated holes oxidize SO2 to SO42− (selectivity: 96.34%). This spatial segregation of redox pathways suppresses N2O generation, enabling continuous operation with a 90.39% removal ratio for NO and nearly 100% for SO2. Mechanism studies reveal the LMCT‐enhanced charge transfer from carboxyl/amino groups to Fe centers, while in‐situ EPR confirms the •SO32− radical‐mediated h+ scavenging that accelerates charge separation and utilization. This work establishes Fe‐LMCT catalysis as a sustainable platform for gas‐phase pollutants remediation, achieving unprecedented selectivity through precise redox pathway control.
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