本文關(guān)鍵詞：甲醛催化氧化催化劑的研究進(jìn)展（英文）

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【摘要】：甲醛是致癌致畸物并具有較強(qiáng)的光化學(xué)活性.它既來(lái)源于紡織、農(nóng)藥、板材或其他精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)過(guò)程,又來(lái)源于機(jī)動(dòng)車尾氣和室內(nèi)各種裝潢材料.為了人體健康和大氣環(huán)境去除甲醛非常必要.用催化氧化法去除甲醛是一種很有前景的技術(shù),但是該技術(shù)的關(guān)鍵是研究和發(fā)展催化劑.近年來(lái),用于甲醛氧化的催化劑主要分為貴金屬催化劑和過(guò)渡金屬氧化物催化劑.貴金屬催化劑是將Pt,Pd,Au,Ag等貴金屬負(fù)載在不同類型的載體上而制得.載體可分為常見載體、傳統(tǒng)金屬氧化物載體和特殊形貌金屬氧化物載體.常見載體是具有較大比表面積的SiO_2,Al_2O_3,TiO_2和分子篩等.這類載體有利于活性位的暴露以及反應(yīng)物和產(chǎn)物的吸附和擴(kuò)散,而且還能增強(qiáng)載體和活性組分的協(xié)同作用.負(fù)載在常見載體上的不同貴金屬催化劑,其甲醛氧化活性從強(qiáng)到弱排列是:PtPdRhAuAg.用這種載體制備的催化劑具有很出色的應(yīng)用前景.比如Na-Pt/TiO_2是甲醛氧化活性最好的催化劑,目前己被應(yīng)用在空氣凈化器中,其次是Pt/TiO_2和Pd/TiO_2.傳統(tǒng)金屬氧化物載體主要是采用沉淀法、共沉淀法制備的CeO_2,Fe_2O_3,Co_3O_4,MnO_2及其復(fù)合氧化物,這類載體負(fù)載Pt的催化劑仍然具有出色的室溫催化性能,如Pt/MnO_x-CeO_2和Pt/Fe_2O_3等.雖然Pt負(fù)載型催化劑應(yīng)用前景很好,但是其成本較高,工業(yè)生產(chǎn)和普及受到限制.用傳統(tǒng)金屬氧化物載體制備的催化劑如Au/CeO_2,Ag/MnO_x-CeO_2和Ag/CeO_2等同樣具有良好的發(fā)展前景.對(duì)于提高甲醛氧化活性來(lái)說(shuō),載體的選擇至關(guān)重要.未來(lái)研究趨勢(shì)可能是甲醛氧化負(fù)載型催化劑更多的會(huì)選擇Ag或Au作為活性組分,而一些有潛力的傳統(tǒng)金屬氧化物載體將被使用不同的制備方法進(jìn)一步改良.目前,擁有棒狀、球狀、孔狀等特殊形貌的金屬氧化物載體因?yàn)樗鼈儽旧淼拇呋钚砸獌?yōu)于用沉淀法制備的傳統(tǒng)金屬氧化物催化劑,因此,將Ag或Au負(fù)載在這類載體上制備的催化劑具有更好的應(yīng)用前景,如三維(3D)有序大孔Au/CeO_2-Co_3O_4,二維有序介孔Au/Co_3O_4-CeO_2和Au/Co_3O_4以及三維有序介孔K-Ag/Co_3O_4等.過(guò)渡金屬氧化物催化劑,因成本低,資源豐富而受到關(guān)注.單一過(guò)渡金屬氧化物催化劑如錳鉀礦型的MnO_2納米棒或納米球,介孔MnO_2,Co_3O_4和Cr_2O_3等,具有較好的甲醛氧化催化活性(T_(50)和T_(100)分別小于等于110和140℃).另外,Ce,Sn,Cu和Zr等元素常常被摻雜到MnO_x和Co_3O_4中,制備成復(fù)合金屬氧化物催化劑,MnO_x-CeO_2具有較好的甲醛催化活性(T_(50)100℃),因?yàn)镸nO_x和CeO_2較強(qiáng)的相互作用改變了表面活性氧和活性相的數(shù)量.目前,復(fù)合金屬氧化物催化劑氧化甲醛的報(bào)道很少.隨著制備方法的改變,單一過(guò)渡金屬氧化物或他們的復(fù)合氧化物催化劑可能會(huì)成為貴金屬催化劑的替代品.目前,如何獲得高效、低成本、低溫甚至常溫去除甲醛的催化劑仍然是一項(xiàng)重要的挑戰(zhàn).特殊形貌的金屬氧化物催化劑如3D-Cr_2O_3,3D-Co_3O_4,MnO_2納米球和納米棒,在常溫下完全轉(zhuǎn)化甲醛仍然是個(gè)難以越過(guò)的鴻溝.將來(lái),多種形貌的新型納米金屬氧化物及其Au或Ag負(fù)載型催化劑的制備和發(fā)展會(huì)成為一個(gè)研究趨勢(shì).這種催化劑既能被用于甲醛的催化氧化,也能被用于苯系物或其他VOCs的催化氧化.它能為機(jī)動(dòng)車尾氣和工業(yè)生產(chǎn)中VOCs產(chǎn)生量的削減提供技術(shù)支撐,而VOCs的去除有益于PM2.5濃度的降低和空氣質(zhì)量的恢復(fù).
【作者單位】： 中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院國(guó)家環(huán)境保護(hù)生態(tài)工業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院環(huán)境模擬與污染控制國(guó)家重點(diǎn)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：supported by the National Natural Science Foundation of China(21325731,51478241,21221004)~~
【分類號(hào)】：O643.36
【正文快照】： 1.IntroductionFormaldehyde(HCHO)is a colorless gas with a strong irritatingsmell at atmospheric pressure.Outdoor HCHO mainlycomes from the production of materials such as paints,textiles,printing materials,pesticides,and adhesives,and from motorvehicle e

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本文編號(hào)：1161440