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                      地球环境研究所在通过氧空位调控的负载型常温催化材料 净化室内甲醛方面取得研究进展
                      2020-07-31| 编辑: | 【 】【打印】【關閉

                        隨著我國經濟的發展和人民生活水平的提高,室內空氣汙染日益嚴重。甲醛(HCHO)作爲典型的室內空氣汙染物,具有強烈的致畸和致癌作用。現代人有80%~90的時間在室內度過,因此,去除室內空氣中的甲醛對改善室內空氣質量,降低人類健康風險具有重要的現實意義。常溫催化氧化技術被認爲是礦化HCHO的有效手段。然而,常溫催化材料在實際應用中,仍存在單一催化材料活性低、可控規模化制備難實現、粉體材料應用困難等問題。

                        为解决上述难题,中國科學院地球环境研究所黄宇研究员团队通过一步原位负载法合成了δ-MnOx/活性炭負載型常溫催化材料。通過調節三價錳離子含量以調控表面氧空位,構建了具有高活性位點的催化材料,並實現了材料的可控規模化合成。通過實驗、多種表征技術及理論計算等結果證實,該方法能夠有效調控材料表面氧空位含量,促進氧的活化以産生豐富的活性氧物種,從而有助于甲醛氧化。催化反應過程中,甲醛首先被氧化成甲酸鹽等中間産物,再進一步被礦化成無害的二氧化碳和水。常溫催化氧化甲醛測試結果表明,改性優化的δ-MnOx/活性炭能夠實現甲醛的高效礦化,並具有良好的長效性,且催化性能在一定濕度範圍內保持穩定,有利于實際環境應用。上述成果爲實際應用中常溫催化材料的構建、活性位點的調控、以及催化劑的負載提供了理論支撐,發表于國際期刊Applied Catalysis B: EnvironmentalIF:14.229, DOI: 10.1016/j.apcatb.2020.119294

                        MnOx以外,Co3O4基催化劑因其結構易于調控、Co3+氧化活性高、空穴傳導性強以及電化學性能優異等特點,在甲醛催化氧化領域受到了廣泛關注。因此,該團隊系統綜述了Co3O4基催化劑近年的相關研究進展。首先,介紹了純Co3O4對甲醛氧化的催化性能及其影響因素。隨後,歸納了此類材料催化性能的改善方法。進一步地,討論了Co3O4基催化劑上甲醛催化氧化的反應機理。該綜述可爲設計具有低溫催化活性的Co3O4基催化劑提供參考,發表于Aerosol Science and Engineering (DOI: 10.1007/s41810-020-00065-3)

                        上述工作得到了中國科學院战略性先导科技专项國家自然科學基金,國家重點研發計劃納米專項等項目的資助。

                        

                        原文鏈接:

                        https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2020.119294

                        https://doi.org/10.1007/s41810-020-00065-3

                         

                        

                        圖1. δ-MnOx/活性炭常溫催化氧化去除HCHO的示意圖(源自Applied Catalysis B: Environmental, DOI: 10.1016/j.apcatb.2020.119294


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