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过渡金属氧化物催化氧化甲醛的研究进展

2021-03-15董雅鑫刘凯苏晨光卢素红郑政赵威

应用化工 2021年2期
关键词:催化剂结构

董雅鑫,刘凯,苏晨光,卢素红,郑政,赵威

(西安石油大学 化学化工学院,陕西 西安 710065)

甲醛(HCHO)作为典型的室内污染物之一,主要来源于装修装饰材料和家具的释放,释放周期长达3~15年。甲醛是高毒性物质,可与人体蛋白质中的氨基酸结合引起细胞死亡[1]。另外,甲醛属于挥发性有机化合物(VOCs)在大气中具有很强的光化学活性,会对环境造成一定污染[2]。因此,减弱、消除甲醛对保护空气环境和人类健康具有重大意义。

热催化氧化法利用催化剂在低温条件下将甲醛转化为CO2和H2O,操作条件易控制、效率高、无二次污染、节能,被称为最理想的方法。该方法的关键是催化剂的选择,主要包括贵金属催化剂[3-5]和过渡金属氧化物催化剂[6-9]。过渡金属氧化物催化剂因其资源丰富、成本低等优点成为学者们的研究热点。通过对过渡金属氧化物掺杂改性(如与其它金属氧化物复合、负载贵金属、添加碱金属)来提高催化剂的活性和稳定性。本文着重介绍目前较为常用的4类过渡金属氧化物催化剂,并对各类催化剂进行分析、总结,希望为开发设计催化氧化甲醛的催化剂提供参考与借鉴。

1 单一金属氧化物催化剂

1.1 锰氧化物催化剂

锰氧化物较其它过渡金属氧化物具有毒性低、活性高、稳定性强、结构和形貌多样等特点,被广泛应用于甲醛的催化降解。早在2002年,Sekine等[10]发现MnO2对甲醛的去除率高达91%且产物中不含CO等有害副产物。这一成果吸引了众多学者对锰氧化物进行大量研究,包括晶体结构、形貌、价态等。……

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