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超低负载量Au/g-C3N4@CeO2室温催化去除甲醛性能*

2021-10-14严朝雄徐志花

功能材料 2021年9期
关键词:催化剂

李 琴,严朝雄,黄 刚,石 零,徐志花

(江汉大学 工业烟尘污染控制湖北省重点实验室,武汉 430056)

0 引 言

甲醛(HCHO)作为典型的室内空气污染物,不仅会刺激眼睛和喉咙,还会导致人体皮肤瘙痒等疾病,如果长期接触,甚至会致癌及死亡。2004年1月,甲醛被国际癌症研究机构(IARC)列为人类致癌物(Ⅰ类)[1]。有效治理室内空气中的甲醛污染,对保障人体健康具有重要意义。

目前,室温去除甲醛技术因其无需提供额外的能量和装置而能将甲醛彻底氧化为二氧化碳和水,引起了研究工作者的兴趣。高效催化剂的设计和制备是室温去除甲醛的关键,其类型主要有负载贵金属型或过渡金属氧化物两大类[2]。TiO2、MnOx、Co3Ox、CeOx等过渡金属氧化物对甲醛的催化降解表现出较好的活性[3-5],但操作温度较高或降解所需时间较长。负载贵金属型催化剂主要是将Pt、Au、Pd和Ag等贵金属负载在TiO2、Fe2O3、MnO2、NiO和CeO2等过渡金属氧化物上[6-15],该类催化剂具有活性高、稳定性好及操作温度低等特点,是当前研究的热点。众多的研究成果表明,载体微结构及表面羟基含量等性质对负载贵金属型催化剂的催化性能具有重要影响。近年来,人们在不影响复合催化剂催化性能的基础上,致力于优化载体的微观结构和组分,降低贵金属含量,以达到商业化应用。例如,在Pt/TiO2催化剂中Pt含量由1%(质量分数)降低至0.1%(质量分数)仍能实现近100%的甲醛转化率[16-17]。人们发现除了Pt外,贵金属Au也被开发作为负载型催化剂用于甲醛的去除中。例如,Chen等人制备的Au/CeO2(Au含量为1%质量分数)可以在室温下达到接近100%的甲醛转化率[18]。……

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