新闻标题: 单原子银催化剂可去除甲醛
发布时间: 2012年6月11日 阅读次数:923    
复旦大学环境系唐幸福课题组最近成功研制出一种单原子银催化剂,在低温下就能将甲醛分解成二氧化碳和水。相关研究成果近日在线发表于国际知名学术杂志《应用化学》期刊。
甲醛是一种高毒性的物质,国际癌症研究机构和世界卫生组织都把甲醛界定为一种致癌物质。
 
目前,市场上除甲醛的产品五花八门。利用化学试剂中和甲醛,存在产物不确定的问题,如喷雾式的除甲醛剂(液)在使用过程中可能会沉积在空气中的PM2.5上进入人体肺部,也可能导致PM2.5增多造成二次污染。
 
催化法去除甲醛是一种高效绿色环保的方法,但催化剂的选取是一道难题。
 
为合成单原子银催化剂,在唐幸福的指导下,研究生黄志伟和本科生胡萍萍等对载体及合成策略进行了优化设计。直接制备单原子非常困难,因为单原子在室温下过于活泼而倾向于团聚。因此,课题组先在过渡态金属氧化物二氧化锰的表面均匀负载上2至3纳米的银纳米颗粒,然后让样品经过气氛马弗炉程序升温焙烧。在一定温度下,银纳米颗粒会自发分散开来,而在后续的冷却过程中会被载体的孔道结构捕获。
 
从原位X射线衍射及X射线精修吸收谱可以清楚地观察到,在一定的气氛及温度处理下,银原子开始摆脱纳米银颗粒晶格的束缚,在载体表面游走,最终被镶嵌在化学势更低的端口上,从而得到银单原子分散的催化剂。
 
单原子银催化剂由单个原子银活性中心组成。唐幸福介绍说,就是在这表面单原子银活性中心上,甲醛分子和催化剂内的氧化剂发生反应,产生二氧化碳和水;而空气中的氧气在催化剂的作用下,马上填补氧化剂的空缺,完成催化剂去除甲醛的反应循环,使这种催化剂的催化活性大大提高。实验证明,其催化活性是传统负载型纳米金属催化剂的7至8倍,是传统去甲醛方法的30倍左右。
 
关于实际使用效果,唐幸福给出了一个数据:“在甲醛浓度高出国家标准上千倍时,单原子银催化剂的催化率仍能接近100%,催化剂的寿命为3到4年。”而且当催化剂失活后,还可以经过一系列处理再生,符合绿色循环经济理念。
 
唐幸福透露,他们正计划和有关厂家沟通,尝试能否将催化剂直接加入板材中,从源头上消灭甲醛。(来源:中国科学报 黄辛)
 
关键词:甲醛 去除 原子 催化 
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