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Pd-MOX(Mn,Mo,Sn)催化剂在电化学甲醛传感器中的应用

2021-03-24李思达

仪表技术与传感器 2021年2期
关键词:催化剂

李思达,张 鼎,邢 巍,苏 怡

(1.中国科学院长春应用化学研究所,吉林长春 130022;2.中国科学院大学,北京 100049)

0 引言

随着复合板材在装修中的大量使用[1],甲醛成为了室内空气污染的主要污染物[2]。气体传感器因其响应迅速、操作简便、高稳定性等优点,成为甲醛检测的主要设备[3-4]。目前,半导体型传感器因其制造成本低而得到广泛应用,但因其选择性差、湿度敏感等缺点[5],容易在检测甲醛时产生误报。电化学型传感器灵敏度高,抗干扰性强,适用于甲醛检测[6],但高昂的制造成本(以铂黑作为敏感材料)限制了传感器大范围应用。因此,开发廉价、高效的敏感材料成为电化学甲醛气体传感器的研发重点。

Pd因其高催化活性、抗毒性强以及相对低廉的价格,成为替代铂黑的备选材料[7]。但Pd的催化甲醛氧化活性(FOR)低于Pt,直接用于电极敏感材料,会导致传感器的灵敏度降低。目前,有大量研究工作对提高钯基催化剂的催化活性进行了探讨[8-9]。根据甲醛的氧化机理[10],制备金属氧化物掺杂的合金催化剂可以提升Pd催化剂活性。在水溶液中,OH-可在金属氧化物表面富集[11],可以促进甲醛氧化过程中产生的中间产物氧化。此外,金属氧化物(W,Mn,Mo等)歧化产生的高价态离子对有机分子具有强氧化性,是促进氧化反应的重要中间体[12]。Dong等人报道了原位生成的SnOx可以促进PdSn催化剂的催化甲酸氧化活性[13]。Han等人的工作[14]证明,掺杂少量WO2.9可以提高Pt催化剂的甲醛催化活性,以 Pt-WO2.9(15%)为敏感材料的甲醛传感器灵敏度为53 μA/ppm。……

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