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城市化进程的发展给我们带来了诸多方便,但也带来了空气污染。室外雾霾、室内挥发性有机污染物等空气污染问题让人们广受困扰,其中雾霾的主要来源是机动车尾气,室内污染物危害最严重的是甲醛。Ce O2基材料因具备优良的储氧放氧功能,常用于汽车尾气三元催化反应,得到国内外学者的青睐,但其用于室内甲醛净化的报道较少。铈锆固溶体的制备方法较多:沉淀法操作简单,但制备的粉体性能差;水热法操作繁琐、稳定性差,难以工业化生产;其中,络合法制备铈锆固溶体可以得到比表面积大、热稳定性好、储氧能力好的粉体,并且易于实现工业化生产。基于以上,本文详细研究了络合法制备铈锆固溶体的各参数对粉体性能的影响,为制备出高性能铈锆固溶体提供指导,并利用自制的铈锆固溶体与活性炭/Mn O进行复合,探究其对于提高活性炭/Mn O净化甲醛效率方面的作用,为室内甲醛净化作参考。研究了锆掺杂量、溶剂体系醇水比对络合法制备的铈锆固溶体性能的影响。研究结果表明,当Zr的掺加量为20-25%时,得到的Ce0.75Zr0.25O2热稳定性好、平均晶粒尺寸小(<25 nm)、比表面积大(约40m2/g);向反应体系中加入适量乙醇,容易得到网状的铈锆固溶体,醇水比例5:5时得到的铈锆固溶体性能最佳,比表面积达41.88 m2/g。研究了不同络合剂和表面活性剂对铈锆固溶体的形貌和性能的影响。研究结果表明,不同络合剂形成的前躯体络合物结构不同,从而使得产物铈锆固溶体的形貌也不同。其中,以草酸为络合剂制备的玫瑰花状铈锆固溶体随煅烧温度升高,平均晶粒尺寸迅速增大,并发生分相,致使产物热稳定性较差;以酒石酸为络合剂制备的米粒状铈锆固溶体比表面积较高,达53.89 m2/g,900℃下煅烧2 h,平均晶粒尺寸依然小于20 nm,储氧性能良好。制备过程中添加阴离子表面活性剂PAA可有效降低铈锆固溶体的原始颗粒尺寸,形成更细蠕虫状颗粒组成的网架结构,900℃热处理2 h其平均晶粒尺寸仍小于10 nm,并且其具有异于其他铈锆固溶体的比表面积和储氧能力,其比表面积达到66.52 m2/g,H2还原量达15.43 cm3/g(STP),是添加其他表面活性剂制备的铈锆固溶体的1.5-2.5倍。利用自制的铈锆固溶体与活性炭和Mn O相复合制备活性炭/Mn O-Ce0.77Zr0.23O2复合材料,研究其在甲醛净化方面的作用及作用机理。研究结果表明,相比于物理搅拌混合负载Ce0.77Zr0.23O2,采用前躯体浸渍负载方式制备的复合材料对甲醛的净化能力更强更持久,24 h未见甲醛吸收平衡;Ce0.77Zr0.23O2最佳负载量为3 wt%,此时铈锆固溶体与活性炭及其上负载的Mn O的接触最为均匀而分散,吸收效果也最好,24 h甲醛的累计吸收量达6.52 mg/g,比未负载时提高62%。探究了活性炭/Mn O-Ce0.77Zr0.23O2复合材料对净化甲醛的影响机理:活性炭为载体,其丰富的毛细孔道和巨大的比表面积为甲醛分子的物理吸附提供足够的吸附空间和吸附作用力;Mn O和Ce0.77Zr0.23O2负载在活性炭表面,在其化学吸附作用下甲醛分子被活化;由于Ce0.77Zr0.23O2可为活化的甲醛分子源源不断的提供表面活性氧,在该表面活性氧的作用下,活化的甲醛分子被氧化,生成CO2和H2O,从而提高了催化反应效率。