论文部分内容阅读
室内空气污染与人类日常生活密切相关,甲醛作为主要的室内污染物,会对人体的健康造成巨大的伤害,因此如何高效环保的治理室内甲醛问题成为了人们关注的环境问题之一。贵金属催化剂因其对甲醛氧化反应具有良好的活性,可在低温下进行甲醛转化,且反应仅产生无毒无害的二氧化碳和水,受到人们的广泛关注。贵金属与载体之间的界面效应对其催化氧化活性起到重要作用,本文主要研究贵金属银和钯与二氧化铈载体的表界面效应及其在甲醛氧化中的作用。选择商用CeO2和CeO2纳米棒作为载体,通过沉淀沉积法合成的Ag/CeO2催化剂,并对其进行甲醛催化氧化活性测试。反应性测试结果表明Ag负载CeO2纳米棒催化剂具有高的催化活性,在空速为36000 m L/(g·h),80℃下即可将220ppm的甲醛完全转化。实验结果表明,与暴露(111)晶面的商用CeO2相比,暴露(110)和(100)晶面的CeO2纳米棒具有大量氧空位,随着Ag的加入,可进一步促进二氧化铈氧空位的增加。Ag与CeO2纳米棒暴露晶面之间的强相互作用极大地促进了表面活性氧活动性。原位红外光谱研究表明二氧化铈上的氧空位促进了HCHO的吸附,并且生成的为甲酸盐。此外,Ag的存在促进了HCHO向甲酸盐的进一步转化,以及甲酸盐向最终产物的转化。通过沉淀沉积法将Pd负载在商用CeO2,CeO2纳米棒和CeO2纳米立方体上,对Pd/CeO2催化剂活性测试发现,在氢气还原预处理后,催化剂的活性有巨大提升。其中Pd负载在CeO2立方体上的催化剂具有最高的催化活性,可在空速为36000 m L/(g·h),24℃下即可将220 ppm的甲醛完全转化。通过对催化剂进行表征发现,CeO2立方体可通过与Pd的界面作用维持其金属态。原位红外光谱结果表明Pd/CeO2催化剂在24℃下,HCHO吸附产生的中间体不仅有DOM和甲酸盐,还有一定量的CO。这说明HCHO在Pd/CeO2催化剂上氧化有另一条反应路径,CO的生成更有利于甲醛在Pd/CeO2催化剂上的氧化。