本文關鍵詞：甲醛催化氧化催化劑的研究進展（英文）

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【摘要】：甲醛是致癌致畸物并具有較強的光化學活性.它既來源于紡織、農藥、板材或其他精細化學品的生產過程,又來源于機動車尾氣和室內各種裝潢材料.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,但是該技術的關鍵是研究和發(fā)展催化劑.近年來,用于甲醛氧化的催化劑主要分為貴金屬催化劑和過渡金屬氧化物催化劑.貴金屬催化劑是將Pt,Pd,Au,Ag等貴金屬負載在不同類型的載體上而制得.載體可分為常見載體、傳統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物和產物的吸附和擴散,而且還能增強載體和活性組分的協同作用.負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到弱排列是:PtPdRhAuAg.用這種載體制備的催化劑具有很出色的應用前景.比如Na-Pt/TiO_2是甲醛氧化活性最好的催化劑,目前己被應用在空氣凈化器中,其次是Pt/TiO_2和Pd/TiO_2.傳統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及其復合氧化物,這類載體負載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負載型催化劑應用前景很好,但是其成本較高,工業(yè)生產和普及受到限制.用傳統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.對于提高甲醛氧化活性來說,載體的選擇至關重要.未來研究趨勢可能是甲醛氧化負載型催化劑更多的會選擇Ag或Au作為活性組分,而一些有潛力的傳統金屬氧化物載體將被使用不同的制備方法進一步改良.目前,擁有棒狀、球狀、孔狀等特殊形貌的金屬氧化物載體因為它們本身的催化活性要優(yōu)于用沉淀法制備的傳統金屬氧化物催化劑,因此,將Ag或Au負載在這類載體上制備的催化劑具有更好的應用前景,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.過渡金屬氧化物催化劑,因成本低,資源豐富而受到關注.單一過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℃),因為MnO_x和CeO_2較強的相互作用改變了表面活性氧和活性相的數量.目前,復合金屬氧化物催化劑氧化甲醛的報道很少.隨著制備方法的改變,單一過渡金屬氧化物或他們的復合氧化物催化劑可能會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,在常溫下完全轉化甲醛仍然是個難以越過的鴻溝.將來,多種形貌的新型納米金屬氧化物及其Au或Ag負載型催化劑的制備和發(fā)展會成為一個研究趨勢.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.它能為機動車尾氣和工業(yè)生產中VOCs產生量的削減提供技術支撐,而VOCs的去除有益于PM2.5濃度的降低和空氣質量的恢復.
【作者單位】： 中國環(huán)境科學研究院環(huán)境基準與風險評估國家重點實驗室;中國環(huán)境科學研究院國家環(huán)境保護生態(tài)工業(yè)重點實驗室;清華大學環(huán)境學院環(huán)境模擬與污染控制國家重點聯合實驗室;
【基金】：supported by the National Natural Science Foundation of China(21325731,51478241,21221004)~~
【分類號】：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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