负载型双金属复合氧化物臭氧辅助催化降解低浓度甲醛的性能研究

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随着我国人民生活水平的不断提高,人们的消费观念也在逐渐转变,购房逐渐成为消费热点。与此相对应的是,人们在进行室内装潢设计时,越来越倾向于使用合成材料。然而,这些合成建筑与装潢材料的使用导致室内空气品质逐步恶化,严重影响了人们的身心健康和工作效率。其中,甲醛是室内最常见的气体污染物之一。本文以催化降解室内低浓度甲醛为目的,制备了负载型双金属复合氧化物催化剂Co-MnOx/ZSM-5及Ni-MnOx/ZSM-5。采用XRD、BET、TEM、TG-DSC和XPS等方法进行表征,并采用浸渍法将催化剂负载到堇青石蜂窝陶瓷上,在密封测试舱和风洞测试平台上进行催化降解甲醛研究,考察了室温下臭氧辅助催化降解室内低浓度甲醛的特性。同时,也探讨了催化剂制备工艺对催化剂活性的影响。研究结果表明:1、在臭氧的协同作用下,催化剂能有效降解室内低浓度甲醛,且煅烧温度和双金属复合氧化物负载量都会影响催化剂的活性。其中,最佳的煅烧温度为500oC,最佳的双金属复合氧化物负载量为10%。在此条件下制备的催化剂具有适中的比表面积、Mn4+与Mn3+价态共存且能获得CoMnO3或NiMnO3晶相,因此催化活性高;2、Ni-MnOx/ZSM-5催化剂降解甲醛效率要高于Co-MnOx/ZSM-5催化剂。在密封舱内测试2h,前者降解甲醛的效率高达93.95%,且催化剂的活性随甲醛初始浓度的升高而逐渐下降。在风洞测试平台,甲醛一次性通过Ni-MnOx/ZSM-5催化剂的降解效率为25%;3、静电模块与催化剂耦合,利用静电所释放的臭氧驱动催化反应,使得在室温下有效去除PM0.3的同时,催化氧化分解甲醛,达到综合净化室内空气的效果。
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