甲醛催化氧化Ag基催化剂制备与性能研究

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室内空气污染正威胁着人类的身体健康,甲醛是室内主要污染物之一,具有高毒性、释放年限长等特点。长期居住在含有甲醛的环境里会对人体健康造成危害,因此,如何去除室内甲醛污染成为社会关注的焦点之一。在众多去除甲醛的方法中,催化氧化技术可以在较低温度将甲醛转化为无害的H2O和CO2,是目前最具应用前景的甲醛净化方法。Ag在贵金属中较为便宜且催化性能良好,因此,Ag基催化剂在催化氧化甲醛中的应用备受关注。本文采用水热合成法制备出CeO2-Al2O3、Co-MOF、Co-Mn-MOF为载体,并通过浸渍法将活性组分Ag负载于载体上,考察了载体种类、Co/Mn摩尔比、Ag的含量及对催化剂催化活性的影响,结合N2物理吸附-脱附技术(BET)、X射线衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H2-TPR)、氧气程序升温脱附(02-TPD)等手段对催化剂进行表征,得出以下结论:1、采用水热合成法制备CeO2-Al2O3氧化物载体,通过浸渍法负载活性组分Ag,通过改变Ag的负载量,考察Ag含量对催化剂催化氧化性能的影响。结果表明,当Ag的含量为1%时,1%Ag/CeO2-Al2O在温度为60℃下可以将甲醛完全转化,相比0.5%Ag/CeO2-Al2O3和2%Ag/CeO2-Al2O3表现出更为优异的催化活性。2、采用水热合成法制备出Co-MOF、Co-Mn-MOF载体,将活性组分Ag浸渍到载体上,得到一系列 Co3O4、Co-Mn-9:1、Co-Mn-7:3、1%Ag/Co-Mn-9:1、1%Ag/Co-Mn-7:3催化剂,研究结果表明,其中当Co/Mn摩尔比为9:1且Ag的含量为1%时,制备出的1%Ag/Co-Mn-9:1在80℃C可将甲醛完全氧化为H2O和CO2。H2-TPR、O2-TPD表征显示催化剂拥有的较低还原性能、丰富表面活性氧物种,提高了催化剂的催化活性。且Co3O4与MnOx间的相互作用增强了催化剂的低温还原性能。
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