甲醛净化催化剂的性能研究
摘要：甲醛（HCHO）是致癌和致畸的，对人体健康有严重威胁，同时甲醛也会对空气质量造成不利影响。催化氧化是去除HCHO的有效技术。开发可以在低温甚至室温下完全转化HCHO的催化剂是目前重要的发展方向。负载Pt和Pd催化剂可以在室温下完全转化HCHO，但由于它们的价格昂贵，其工业应用受到限制。如锰和钴等过渡金属氧化物催化剂的催化活性比传统的MnO2，Co3O4或其他金属氧化物更好。这是由于它们的特殊结构，高比表面积和其他因素，例如活性相，还原性和表面活性氧的量。具有各种形态的这种催化剂有很大的潜力，也可以用作催化剂载体。相对廉价的Ag或Au对具有特殊形态的过渡金属氧化物的负载有可能提高室温HCHO去除的催化活性。具有各种形态和结构的新纳米催化剂的制备和开发，是去除HCHO的重要手段。
关键词：甲醛;催化氧化;负载
一、文献综述
1.引言：
甲醛（HCHO）是一种无色气体，在大气压下具有强烈的刺激性气味。室外HCHO主要来自油漆，纺织品，印刷材料，农药，粘合剂等材料的生产，以及机动车排气。室内HCHO主要来自装饰材料，胶合板，纤维板，刨花板等人造板。 HCHO对人体健康造成严重的不良影响，引起水肿，眼睛刺激，头痛，过敏性皮炎，黑暗运动等症状。高浓度HCHO吸入可诱发支气管哮喘，HCHO可与蛋白质氨基组合引起细胞突变。 HCHO对人类健康造成的损害与其在空气和接触时间的集中密切相关。世界卫生组织已将其列为致癌和致畸因素。 HCHO也是挥发性有机化合物（VOC），并且具有强的光化学活性，例如可以与氮氧化物（NOx）光化学反应。因此，人类免疫系统的清除是保护人类健康和大气环境所必需的。用于消除挥发性有机物的主要技术是吸附，光催化和催化氧化方法。吸附通常使用活性炭或分子筛作为HCHO去除的吸附剂。由于吸附能力和吸附剂再生的限制，这种方法的使用受到限制。光催化方法通常使用TiO2基催化剂去除HCHO。在实际应用中，使用含有改性TiO2催化剂的壁涂料。然而，在一般的情况下，这种涂料可能产生类似于HCHO的二级毒性污染。催化氧化是一种有前途的技术，具有除去效率高，起燃温度低，应用范围广，设备简单，无二次污染等优点。HCHO可直接转化为CO2和H2O。催化氧化技术的发展很重要。用于HCHO氧化的催化材料主要分为贵金属和过渡金属氧化物催化剂体系。在本文中，我们详细回顾了这两个系统的研究进展，并讨论了HCHO氧化催化剂研究的未来发展方向和潜在热点。
2.一般反应机理
Kroger于1932年提出并由Mars和van Krevelen在1954年证实的Mars-van Krevelen（MVK）模型解释。该模型假定反应不会被触发，直到有机分子与含氧分子相互作用，在催化剂表面富含部分。就循环反应而言，通常有两个连续的步骤。在第一步中，催化剂表面上的氧空位随着它们与有机分子反应而减少。在第二步中，预先形成的还原位点立即通过消耗 气态氧或氧原子从体积转移到表面。 由于催化剂在第一步中被还原，然后在第二步中被再次氧化，这种机制也被称为氧化还原机理。
根据氧分子与污染物的结合方式，反应机理可以进一步分为两种（1）L-H机制，其中反应发生在被吸附的氧物种和吸附的反应物。控制步骤是两个吸附分子在类似活性位点之间的表面反应;（2）E-R机理，其中反应在吸附的氧物质和气相中的反应物分子之间进行。控制步骤是吸附分子与气相分子之间的反应。
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