【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】人類健康與室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量密切相關(guān)。甲醛(HCHO)是室內(nèi)的主要污染物之一，釋放時(shí)間長(zhǎng)達(dá)3至15年。開(kāi)發(fā)高效的凈化室內(nèi)甲醛技術(shù)，有助于創(chuàng)造健康的居住環(huán)境。另外，甲醛超標(biāo)問(wèn)題一直是廣大群眾關(guān)心的問(wèn)題，此類新聞更是層出不窮。家是人們的依靠和歸宿，家中的空氣質(zhì)量直接影響到人們的身體健康，所以甲醛超標(biāo)是警戒線，不能超越。
甲醛是一種無(wú)色有刺激性氣體，又稱蟻醛。雖然無(wú)色，但對(duì)人眼、鼻等有刺激作用。易溶于水和乙醇。具有還原性，尤其是在堿性溶液中，還原能力更強(qiáng)。能燃燒，蒸氣與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限7%-73%(體積)。2017年10月27日，世界衛(wèi)生組織癌癥研究機(jī)構(gòu)公布的致癌物清單中，將甲醛放在一類致癌物列表中。2019年7月23日，甲醛被列入有毒有害水污染物名錄(第一批)。
近年來(lái)各地都提倡多與自然接觸，多呼吸室外的新鮮空氣，其中一部分原因就是密閉空間極其容易引發(fā)甲醛超標(biāo)的危害，而還有許多人對(duì)于甲醛沒(méi)有一個(gè)正確的概念，覺(jué)得是危言聳聽(tīng)。且由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)活動(dòng)等影響，租房一族越來(lái)越多，尤其是在北上廣一帶，所以甲醛問(wèn)題所造成的危害是我們必須要時(shí)刻關(guān)注的。
近日，中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所研究員賀泓研究組長(zhǎng)期從事室溫催化降解甲醛研究，發(fā)現(xiàn)表面羥基在甲醛氧化反應(yīng)過(guò)程中具有重要作用。
氧空位是活化水產(chǎn)生表面羥基的重要活性位點(diǎn)，高溫還原是產(chǎn)生氧空位的手段之一。賀泓研究組系統(tǒng)研究了高溫還原對(duì)Pd/TiO2催化劑室溫氧化甲醛的影響，證明高溫還原可顯著提高Pd/TiO2在室溫氧化HCHO的能力。表征結(jié)果表明，高溫還原能誘導(dǎo)更強(qiáng)的金屬載體相互作用，有利于活化O2和H2O，產(chǎn)生高活性的氧和羥基物種，可將甲酸鹽直接轉(zhuǎn)化為CO2和H2O。
高溫處理通常會(huì)引起貴金屬燒結(jié)團(tuán)聚，但該研究發(fā)現(xiàn)高溫并未引起Pd顆粒團(tuán)聚反而促進(jìn)了Pd的分散，研究推測(cè)可能是因?yàn)楦邷剡€原導(dǎo)致TiO2表面產(chǎn)生氧缺陷并提升Pd納米顆粒的流動(dòng)性，Pd粒子在擴(kuò)散過(guò)程中被載體的氧缺陷捕獲。相關(guān)成果發(fā)表在Applied Catalysis B: Environmental和Topics in Catalysts上，助理研究員李要彬?yàn)榈谝蛔髡撸R泓為通訊作者。
為進(jìn)一步從多角度深入剖析表面缺陷對(duì)Pd/TiO2催化劑Pd顆粒分散度的影響以及室溫氧化甲醛的構(gòu)效關(guān)系，研究組對(duì)載體前進(jìn)行處理，在TiO2表面構(gòu)建Ti3+缺陷，在制備過(guò)程中利用缺陷錨定Pd離子，從而制備高分散的Pd/TiO2催化劑。表征結(jié)果表明，高溫還原后TiO2表面產(chǎn)生Ti3+缺陷，進(jìn)而增強(qiáng)金屬-載體相互作用穩(wěn)定Pd粒子。
隨著Pd分散度增加，氫溢流作用增強(qiáng)，Pd/TiO2催化劑表面出現(xiàn)更多的氧空位，在Pd與氧空位的協(xié)同作用下進(jìn)一步增加了Pd納米顆粒周圍的電子云密度，Pd活性位點(diǎn)和氧空位位點(diǎn)的活性均得到極大提升。因此，催化劑表面活性氧物種增多，提升了HCHO催化性能。相關(guān)成果發(fā)表在Applied Catalysis B: Environmental上，博士生王春穎為第一作者，賀泓、李要彬?yàn)楣餐ㄓ嵶髡摺?/div>
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