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室温下催化氧化甲醛的催化剂研究进展*

2021-01-08牛惠翔

化学工程师 2020年12期
关键词:物种催化剂研究

牛惠翔,李 茹,张 宇,李 茜

(西安工程大学 环境与化学工程学院,陕西 西安710600)

甲醛最早于2004 年,由世界卫生组织分类为致癌和致畸物[1]。生活中,甲醛的来源主要是室内装饰材料[2],人体如果长时间在这种环境中,其危害是无法估量的[3]。就目前研究来看,清除HCHO 的方法主要有通风法、植物净化法、物理吸附法、等离子法、催化氧化法[4]。在这些去除甲醛的方法中,催化氧化法因其具有操作简单易于控制、反应产物无污染等优点,受到众多学者关注[5]。

早期对于催化氧化研究中,已经研究出了高效的催化剂可用于催化HCHO,但在实际应用中,却受限于温度条件,局限于实验室中。为了便于使用,研发出室温下性能优异的催化剂用于催化氧化甲醛反应,对甲醛污染物的治理意义非凡,因此,本文综述了室温下催化氧化甲醛的催化剂种类、影响因素及机理,并对其研究方向进行了展望。

1 甲醛催化氧化的机理

早期的甲醛催化氧化机理研究主要基于Marsvan Krev-elen 机理[6,7],研究者认为,催化剂会先与HCHO 反应产生氧空位,而消耗的氧空位会在后续的反应中得到补充再生。就当前研究来看,整个反应过程可分为甲醛的氧化过程和活性氧物种生成过程。

1.1 氧化甲醛

在HCHO 的催化氧化反应过程中,首先在吸附作用下,将HCHO 吸附到催化剂的表面,然后吸附的HCHO 会与活性氧物种进行反应,根据催化剂生成的不同活性氧物[8],反应生成不同的中间体,例如:DOM、CO、甲酸盐、碳酸根等。中间体再进一步反应为 H2O 和 CO2。Zhang 等……

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