溴离子是一种高反应活性的自由基物种，对环境保护、大气化学、合成化学中有重要影响，受到辐照的TiO₂材料由于操作简单方便，并且在在以上的领域中有广泛应用前景。因此，意大利特伦托大学Francesco Parrino等报道了通过自旋捕获技术，羟基自由基、超氧自由基能够有效的和Br^-反应，作者发现羟基自由基能够将Br^-氧化为Br⁰，同时Br⁰和超氧自由基反应重新生成Br^-。作者在实验中发现，该反应过程中主要通过二级还原产物（反应活性氧物种）进行，而不是通过直接的界面电荷转移过程进行，并且作者发现辐照TiO₂体系中的Br^-浓度保持稳定。当在体系中加入硝酸根（NO₃^-），该反应的平衡会变化，硝酸根通过氧化生成自由基状态，并能够将溴离子氧化（无氧环境中同样能够进行该过程）。但是该过程在体系中存在溴酸盐（bromate）作为牺牲剂时无法进行该过程。

本文展示了自由基状态的硝酸根在光催化还原溴中的重要作用，并且厘清了其具体作用方式。

本文要点：

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通过ESR自旋捕获实验和UVVIS实验结合，作者研究了羟基、超氧自由基、硝酸自由基和溴离子（Br^-）的反应。特别是，作者发现在光催化反应过程中，将Br^-氧化为Br⁰的物种是羟基自由基而不是空穴氧化剂。同时，作者发现超氧自由基通过将Br⁰重新还原为Br^-，实现了氧气氛中辐照TiO₂溶液中的Br^-浓度稳定。该研究结果为理解大气气氛、环境保护等领域中的溴作用机制给出了经验。并且，作者认为这项工作展示了在工业中生产溴物种中通过更加环保的方式进行。

参考文献

Francesco Parrino*, Stefano Livraghi, Elio Giamello, Riccardo Ceccato, and Leonardo Palmisano

The role of hydroxyl, superoxide, and nitrate radicals on the fate of bromide ions in photocatalytic TiO₂ suspensions，ACS Catal. 2020

DOI：10.1021/acscatal.0c02010

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c02010