室内甲醛净化催化剂研究进展
甲醛吸附与催化氧化技术基础原理及研究进展

摘要为了给筛选新居室内甲醛污染治理方案提供参考,通过综合列表法概述了不同甲醛背景浓度下物理化学吸附、贵金属-过渡金属氧化物催化氧化、新型TiO2复合型光催化氧化等理论除醛技术进展及应用,简略阐述了理论除醛技术相关原理,基于各类除醛技术进展及原理提出在未来应用于新居室内环境治醛中的改进措施,这些技术进展、原理以及改进措施为未来室内环境治醛提供了新方案,综合对比得出新型TiO2复合型光催化剂催化氧化因具有高降醛率、耗时短等特点,有望成为未来替代空气净化器成为新居室内治醛新技术。
引言随着生产生活水平的提高,消费者对新居室内的空气质量提出了更高的要求,舒适健康是他们常考虑的主要因素之一。
2018年国家颁布了《室内装饰材料人造板及其制品中甲醛释放限量》(GB18580-2017)标准表,新标准表对各人造板甲醛释放量提高了要求,要求室内装饰材料用人造板以及制品中甲醛释放限量值应不大于0.124mg/m3,但实际上国内大多数新装修后场所内的甲醛浓度均远高于国家标准,室内空气质量检测也发现装饰材料、衣物、化学清洗剂、刨花板、涂料、粘合剂和其它木质材料等甲醛释放量远高于限量值。
据医学专家报道长期接触低浓度的甲醛会对身体健康造成潜在的伤害,当甲醛浓度超过0.1mg/m3时会明显感觉到异味和不适,超过0.5mg/m3时会有强烈刺激感并导致流泪,超过0.6mg/m3时会引起呼吸困难并导致咽喉疼痛,超过30mg/m3时可以直接致人死亡,因此甲醛被世界卫生组织列为致癌物和致畸物之一。
近年来关于理论研究挥发性甲醛的祛除技术主要涉及物理化学吸附、贵金属-MO x催化氧化(M为过渡金属元素)、新型TiO2复合型光催化剂催化氧化等。
物理化学吸附利用化学试剂如酸碱、氨基酸改性炭基材料吸附甲醛,相比传统未改性炭基材料具有更高的吸醛率,这是由于改性的炭基材料增加了多种活性基团,活性基团可与甲醛通过静电和氢键作用吸附结合,从而进一步提升吸醛性能,但吸附法未将甲醛进行二次处理,残留的甲醛仍具有再次释放的隐患,所以制备一种高效清洁的除醛材料是非常必要的,研究发现催化氧化技术是实现甲醛彻底转化的有效技术手段,在未来实现新居室内除醛具有研究意义。
室内甲醛净化二氧化钛基光催化剂研究进展

室内甲醛净化二氧化钛基光催化剂研究进展作者:单鑫宇裴桐鹤徐婧晔来源:《中国科技博览》2018年第25期[摘要]甲醛(HCHO)具有致癌和致畸性,严重威胁人类身体健康,同时影响空气质量。
光催化氧化是去除甲醛有效的方法。
二氧化钛基光催化剂具有成本低、稳定性好、降解甲醛能力强等优点,是光催化降解空气中甲醛最为合适的光催化剂。
本文中综述了改性二氧化钛对甲醛光催化氧化研究进展、光催化机理,二氧化钛基光催化剂是未来最具有潜力的商业应用前景。
[关键词]甲醛净化二氧化钛基光催化剂中图分类号:TP334.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)25-0101-011、引言随着社会的发展,越来越多的人们有80%以上的时间都会生活在封闭的空间,例如现代办公大楼、购物中心、学校和新建的家中。
这意味着一些室内的污染物浓度可能比室外的高。
挥发性有机污染物来源于做饭、燃烧、有毒气体、吸烟、家具、建筑材料和运输污染物。
截止1995年,美国环境保护协会规定室内空气污染是最大的环境危险。
甲醛早已被国际癌症研究中心归为众所周知的致癌物。
在众多污染空气中的化学分子中,甲醛是主要分子之一。
甲醛无色,具有较强刺激性气味。
长期暴露在这种有毒污染物环境中,会引起健康问题,如易怒、恶心、可能致癌。
甲醛是如何产生的呢,例如甲醇的氧化中间产物、碳化合物与NO、O3或OH 自由基在空气中反应,汽车和飞机的尾气。
另外,室内甲醛来源主要包括装修材料、吸烟或做饭。
因此,需要空气净化技术的发展。
大量的研究用于气相和液相去除甲醛,包括吸附、生物的、催化剂和光催化氧化过程。
吸附、生物和催化方法存在如需要在高温下工作、使用昂贵的材料和缺乏效率等缺点,因此,有必要研究如何使用高效的催化材料去除室内或室外环境中的甲醛。
半导体多相光催化技术是一种广泛应用于去除空气或水中有机污染物的技术。
该工艺属于“高级氧化法”(AOPS),适用于有机污染物的氧化和降解。
光催化剂除甲醛研究报告

光催化剂除甲醛研究报告
光催化剂除甲醛研究报告
摘要:
甲醛是一种常见的室内空气污染物,对人体健康有害。
光催化剂除甲醛是一种有效的净化空气的方法。
本研究从选择适宜的光催化剂入手,通过比较不同光催化剂对甲醛的降解效果,探究了光催化剂对甲醛去除的影响因素。
实验方法:
选择了几种常用的光催化剂,包括二氧化钛(TiO2)、二氧化锌(ZnO)和硫化铁(FeS),比较了它们在去除甲醛方面的效果。
在实验中,将光催化剂溶液喷洒到玻璃表面,并在不同光照条件下放置一定时间后,采用气相色谱法测试甲醛浓度的变化。
结果分析:
实验结果显示,三种光催化剂在光照条件下均可以有效降低甲醛浓度。
其中,二氧化钛的降解效果最好,再次是二氧化锌,硫化铁的效果相对较弱。
不同光照条件下,光催化剂的去除效率也有所差异。
在强光照射下,光催化剂的去除效果更好。
讨论:
光催化剂去除甲醛主要是通过光催化反应生成活性氧物种进而降解甲醛分子。
二氧化钛具有较好的光催化性能,能够吸收可见光和紫外光,对甲醛具有良好的降解效果。
二氧化锌和硫化铁在降低甲醛方面的效果相对较差,可能是由于其光催化活性
较弱的原因。
结论:
本研究表明,光催化剂可以有效降低室内空气中甲醛的浓度。
二氧化钛是一种较为优良的光催化剂,可以用于甲醛的去除。
未来的研究可以进一步探讨光催化剂的优化和应用于实际空气净化设备中的可行性。
二氧化锰催化氧化甲醛的研究进展

二氧化锰催化氧化甲醛的研究进展发布时间:2022-06-15T07:58:50.865Z 来源:《科学与技术》2022年2月4期作者:顾辉子[导读] 随着人们在室内停留时间的增加,室内甲醛污染逐渐成为一个对人体健康很重要的影响因素顾辉子浙江新火原新材料科技有限公司浙江绍兴 312030摘要:随着人们在室内停留时间的增加,室内甲醛污染逐渐成为一个对人体健康很重要的影响因素。
二氧化锰因其高催化活性、热稳定性、原材料易得、成本低、晶型丰富,引起了很大的关注。
本综述总结了近几年以二氧化锰为主的催化材料在甲醛催化氧化上的应用,特别是甲醛低温催化领域的研究进展。
介绍了二氧化锰的晶型、形貌对催化性能的影响并对甲醛催化机理进行分析。
关键词:氧化锰;催化氧化;甲醛;室内污染随着社会的发展,居民生活水平的提高,人们在室内活动时间明显增加。
城市大环境的空气污染导致部分地区室外环境也不理想,因此室内外环境的交换频率也逐渐降低。
而室内装饰、家具、人体本身,办公用品等各种生活用品,都在不断的产生各种室内空气污染物。
在这些污染物种,VOC因其特有的难闻、刺激性的气味和致癌性正受到日益广泛的关注。
其中,甲醛释放周期长,难彻底清除成为最受关注的室内大气污染物之一。
2004年,IARC将甲醛认定为致癌物质[3]。
2000年,WHO将室内甲醛浓度限定在0.1mg/m3。
因此,提高室内空气质量并发展室内甲醛处理技术是十分必要。
控制甲醛的策略主要有三方面,源头控制,通风和末端治理。
源头控制可以减少甲醛的释放,比如控制建筑板材中含醛胶水的用量。
尿醛树脂作为主要的粘结剂用在板材中,将在几个月甚至几年的时间内持续释放甲醛。
加强通风被证明是非常有效的手段,而且是必要手段。
但是如果室外环境欠佳,通风会带来PM2.5和臭氧的污染[4]。
末端治理包括吸附,光催化氧化,等离子催化,和热催化或室温催化。
物理吸附比如活性炭吸附的有效性局限于他的吸附能力。
另外,吸附饱和后的材料会脱附,引起二次污染[5]。
室内甲醛催化氧化脱除的研究进展

研究现状
研究现状
目前,室内甲醛催化氧化脱除的研究主要集中在催化剂的研发和优化工艺方 面。其中,催化剂是实现甲醛氧化的关键因素。常见的催化剂包括金属氧化物、 贵金属催化剂等。此外,光催化氧化法、电化学氧化法等工艺也在研究中得到应 用。
研究方法
研究方法
本研究采用了文献综述和实验研究相结合的方法。首先,对国内外相关文献 进行梳理和分析,了解甲醛催化氧化脱除的研究现状及发展方向。然后,结合实 验研究,通过对催化剂的筛选、优化和工艺条件的探索,为进一步研究提供理论 依据和实验支撑。
为了克服单一金属氧化物的不足,研究者们尝试了复合金属氧化物催化剂。 这类催化剂通常具有更高的活性和更广泛的适用范围。例如,研究者们发现,铜 -锰复合氧化物在室温下即可有效催化氧化甲醛。然而,复合金属氧化物催化剂 的制备过程较为复杂,需要进一步研究以实现工业化应用。
四、分子筛催化剂
四、分子筛催化剂
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分子筛催化剂是一种具有特定孔径和形状的硅铝酸盐材料。它们在催化反应 中表现出良好的活性和选择性。近年来,研究者们发现某些分子筛如SAPO-34等, 在甲醛的催化氧化过程中具有较高的活性。然而,分子筛催化剂的稳定性较差, 需要进一步改进以提高其使用寿命。
五、碳基催化剂
五、碳基催化剂
碳基材料如活性炭、碳纳米管等在催化领域具有广泛的应用前景。由于其良 好的吸附性能和独特的物理化学性质,碳基材料在甲醛的催化氧化过程中表现出 较高的活性。例如,研究者们发现,经过特定处理的活性炭可以有效催化氧化甲 醛。然而,碳基催化剂的机械强度和化学稳定性有待进一步提高。
室内甲醛催化氧化脱除的研究 进展
01 摘要
03 研究现状
目录
02 引言 04 研究方法
甲醛的处理技术有哪些新进展

甲醛的处理技术有哪些新进展在当今社会,随着人们对室内空气质量的关注度不断提高,甲醛这个“隐形杀手”成为了大家关注的焦点。
甲醛是一种无色、有强烈刺激性气味的气体,长期暴露在甲醛环境中可能会对人体健康造成严重危害,如引发呼吸道疾病、过敏反应,甚至可能导致癌症。
因此,寻找有效的甲醛处理技术至关重要。
近年来,在科研人员的不懈努力下,甲醛处理技术取得了一系列新的进展。
一、光催化氧化技术光催化氧化技术是一种利用光催化剂在光照条件下将甲醛分解为无害物质的方法。
常见的光催化剂有二氧化钛(TiO₂)等。
当光照射到光催化剂表面时,会激发产生电子和空穴对,这些电子和空穴具有很强的氧化还原能力,可以将甲醛氧化为二氧化碳和水。
近年来,科研人员通过对光催化剂进行改性,提高了其光催化效率。
例如,将二氧化钛与其他金属氧化物复合,或者对其进行纳米化处理,增加了光催化剂的比表面积,从而提高了与甲醛的接触面积和反应活性。
此外,还有研究将光催化技术与其他技术相结合,如与吸附技术结合,先通过吸附剂将甲醛富集,然后再进行光催化分解,大大提高了甲醛的去除效果。
二、等离子体技术等离子体技术是通过在高压电场作用下产生等离子体,利用等离子体中的高能电子、离子和自由基等活性物种与甲醛发生反应,将其分解为无害物质。
等离子体技术具有反应速度快、适用范围广等优点。
最新的研究进展包括优化等离子体发生装置,提高能量利用效率,减少能耗。
同时,通过与催化剂协同作用,进一步提高了甲醛的去除效率。
例如,在等离子体放电区域引入金属催化剂,可以促进甲醛的分解反应,降低反应的活化能,提高反应的选择性。
三、生物酶处理技术生物酶处理技术是利用特定的酶来分解甲醛。
这些酶通常是从微生物中提取出来的,具有高效、专一的特点。
目前,在生物酶处理技术方面的新进展主要包括对酶的筛选和改造。
科研人员通过基因工程技术,对酶的基因进行修饰和优化,提高了酶的稳定性和活性。
同时,还在研究如何将生物酶固定在载体上,延长酶的使用寿命,降低使用成本。
甲醛合成催化剂的研究进展

甲醛合成催化剂的研究进展摘要:对甲烷直接氧化法、甲醇空气氧化法等甲醛制备方法的特点进行了描述。
介绍了各甲醛制备方法所用催化剂的研究进展。
甲烷直接氧化法制甲醛需三个步骤:(1)甲烷进行水蒸气重整制合成气;(2)由合成气制甲醇;(3)甲醇进一步氧化为甲醛。
该法的催化剂体系有Mo基催化剂、V基催化剂、含Fe的催化剂、其他催化剂。
甲醇空气氧化法制备甲醛所用催化剂类型有Ag催化剂法和Fe-Mo催化剂法两类。
二甲醚选择氧化制甲醛的催化剂中,负载型MoOx 和VOx的催化性能较好。
开发二甲醚氧化法制甲醛的高效催化剂具有较好的潜在市场。
关键词:甲醛;催化剂;甲烷;甲醇;二甲醚引言甲醛是一种重要的有机化工原料,是甲醇最重要的衍生物之一,广泛用于生产脲醛、酚醛、三聚氰胺等树脂,也用于生产乌洛托品、季戊四醇和染料等,在农业上又可作为农药和消毒剂等使用。
随着汽车工业、建筑业和装饰业的迅猛发展,甲醛作为传统的大宗化工原料已成为高增长消费产品,开发高技术下游产品前景十分广阔。
本文对甲烷直接氧化法、甲醇空气氧化法及二甲醚氧化法制甲醛等方法进行了简要介绍,综述了各制备法所用催化剂的研究进展。
1 甲烷直接氧化法目前工业上由甲烷合成甲醛共需3个步骤:(1)甲烷进行水蒸气重整制合成气; (2)由合成气制甲醇;(3)甲醇进一步氧化为甲醛。
该三步法生产甲醛的过程需要高压设备,工艺流程复杂,技术要求高,能量消耗大且利用率低,成本相对高。
与之相比,甲烷直接氧化法可简化流程设备,合理利用能量,是一条天然气开发利用的理想途径。
甲烷直接氧化制甲醛的反应中甲醛只是甲烷氧化过程中的中间产物,极不稳定,易深度氧化为CO和CO2,致使申醛的收率很低,只有2%左右。
近年来已研制出多种用于甲烷直接氧化制甲醛反应的催化剂,其中负载Mo或V的催化剂性能较好。
1.1 Mo基催化剂王承学等以MoO3和V2O5为活性组分,考察了以SiO2,SnO2,Al2O3为载体时的催化性能,其中SiO2为载体最佳;也研究了一系列助剂对Mo/SiO2催化剂体系性能的影响,发现加入Fe2O3,V2O5,CuO,B2O3,La2O3,CeO2,MgO,SnO2都有助于提高甲烷的转化率,而加入P2O5,La2O3,Cr2O3,CeO2有利于提高甲醛的选择性。
催化氧化去除室内甲醛技术的研究进展

催化氧化去除室内甲醛技术的研究进展催化氧化法是一种常用的室内甲醛去除技术,通过使用催化剂促进甲醛的氧化反应来降低室内甲醛的浓度。
在催化氧化去除室内甲醛技术的研究中,主要包括催化剂的开发与优化、反应条件的优化以及甲醛去除效果的评价等方面。
下面将详细介绍催化氧化去除室内甲醛技术的研究进展。
首先,催化剂是关键的研究方向之一、研究人员通过选择合适的催化剂来提高反应活性和选择性,以实现高效去除甲醛。
常用的催化剂包括金属催化剂和非金属催化剂。
金属催化剂常用的有银、钯、铑等,非金属催化剂常用的有氧化物、氮化物等。
目前,研究人员正在寻找更加高效的催化剂,并且优化催化剂的负载方式和催化剂的制备方法。
其次,反应条件的优化也是研究重点之一、反应条件包括温度、氧气浓度、湿度和流速等因素。
通过优化这些反应条件,可以使催化氧化反应达到最佳效果。
研究人员发现,较高的温度和氧气浓度有利于提高反应速率和甲醛的氧化程度,而适当的湿度可以增加反应的选择性。
此外,流速的控制也对反应效果有着重要影响,过高的流速可能会导致催化剂失活。
最后,甲醛去除效果的评价是催化氧化去除技术研究的另一个重要方面。
评价指标主要包括甲醛的去除效率和产物的选择性。
研究人员通过实验室实验和室内试验来评估催化氧化去除技术的性能。
实验室实验可以提供更加准确和可控的环境条件,室内试验可以更好地模拟实际应用情况。
评价结果可以进一步指导催化剂的设计和反应条件的控制。
总之,催化氧化去除室内甲醛技术是一种有效的甲醛去除方法。
目前,该技术的研究重点主要在催化剂的开发与优化、反应条件的优化以及甲醛去除效果的评价等方面。
未来的研究方向可能包括寻找更加高效的催化剂和进一步优化反应条件,以实现更高效、经济和环保的室内甲醛去除技术。
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the introduction of silver slightly decreases the CeO2 particle surface area.
indicating that silver nano particles formed on the surface with blocking pores of CeO2 nanospheres.
室内甲醛净化催化剂研究进展
642081701058 王俊杰
主要内容
研究背景
文献分析 前景展望
Introduction
随着经济的快速发展 ,人们的居住环境也不断改善 ,由于室内装 潢材料中有害物质对人体的影响不断加大,其中甲醛是室内空气 主要污染物之一 ,对其进行研究具有重要意义 。
当室内空气中含量为0.12毫克每立方米时就有异味和不适感;0.5 毫克每立方米可刺激眼睛引起流泪; 0.6毫克每立方米时引起咽 喉不适或疼痛;浓度再高可 引起恶心、呕吐、咳嗽、胸闷、气喘 甚至肺气肿;当空 气中达到30毫克每立方米时可当即导致死亡。
The preparation of the catalyst
制备四组催化剂备用: Ag/CeO2-N 纳米球颗粒 CeO2-N
Ag/CeO2-P CeO2-P 普通颗粒
The Ag contents on both Ag/CeO2–N and Ag/CeO2–P were approximately hod
控制室内温度 、湿度(甲醛的释放随着湿度的增大而增加,随温 度升高而增大 ) 物理吸附技术(各种活性炭 、多孔粘土矿石 、硅胶等 ) 催化技术(近几年研究比较多的纳米光催化技术) 空气负离子技术(具有明显的热电效应的稀有矿物石,在与空气 接触中,电离空气及空气中的水分,产生负 离子) 臭氧氧化法 光触媒(室内所有物体表面形成一层光触媒纳米透明薄膜) 生物技术(微生物以有机物为其生长的碳源和能源而将其氧化 、 降解 )
Characterization of catalyst
Crystal and structural properties(TEM、BET 、XRD)
Both of CeO2 and Ag/CeO2 products are the nanosphere shapes with average sizes around 80–100 nm (Fig. 2a and b). Ag/CeO2-N nanospheres are comprised of many small particles with a crystallite size of 2–5 nm, and there are clear voids among the small particles.
common main peaks at 529.3 eV might be ascribed to lattice oxygen (Olat), and the peak at 531.3 eV could be attributed to surface chemisorbed oxygen (Osur).
The oxygen defect sites of the catalysts, which followed the sequence CeO2-N > Ag/CeO2-N>>Ag/CeO2-P > CeO2-P.
The abundant oxygen vacancies could adsorb and activate O2 for facilitating the catalytic oxidation Reaction.
The corresponding elemental maps of Ag/CeO2-N nanospheres show that both Ce and Ag are well distributed throughout the individual Ag/CeO2 nanosphere crystal (Fig. 2d).
at 38.2◦ and 44.4◦ are detected on Ag/CeO2-P catalysts, which could be attributed to the (1 1 1) and (2 0 0) Bragg’s reflections(布拉格反射) of the face-centered cubic (fcc 面心立方结构) structure of Ag. Note that, the diffraction peaks at 38.1◦ could be also the(2 0 0) Bragg’s reflections of bodycentered cubic (bcc体心立方结构) structure of Ag2O .Therefore, it is difficult to exclude the presence of Ag2O on the Ag/CeO2-P catalysts.
Reaction intermediated
The bands around 1580 cm−1, represented HCOO− generation, are formed after HCHO is introduced on the CeO2 and Ag/CeO2 catalysts.
The presence of silver nano particles promoted desorption of surface active oxygen on Ag/CeO2-N catalysts. Compared to other catalysts, Ag/CeO2-N catalysts would easily desorb surface active oxygen species and exhibit higher catalytic activity for formaldehyde oxidation.
前景与展望
在开发具备室温催化氧化性能的催化剂 过程中,通过对活性组分和制备工艺的 改进,在追求高催化活性的同时,降低 催化剂成本,简化制备工艺,获得高效 稳定和廉价易得的非贵金属基催化剂将 是今后的主要研究方向。
Therefore, we speculate that parts of the Ag nano particles are oxidized, and both metallic Ag and Ag2O are formed on Ag/CeO2-N catalyst surface.
Active surface oxygen
XPS
The Ag3d5/2 binding energy of Ag/CeO2-P catalysts is 368.3 eV, which could be attributed to the Ag 0 of the metal Ag. Meanwhile, the binding energy of Ag/CeO2-N catalysts slightly shifts to lower value of 368.0 eV indicating the formation of oxidation state of silver nano particles on the surface of Ag/CeO2-N catalysts. Since the binding energy for Ag+ of Ag2O is always around 367.6–367.8 eV
The much more surface chemisorbed oxygen might be beneficial to activate the HCHO molecules that facilitated the catalytic oxidation reaction
Raman spectra
Ag/CeO2 nanospheres: Efficient catalysts for formaldehyde oxidation
Applied Catalysis B: Environmental 148–149 (2014) 36–43
Many kinds of catalysts, including transition metal oxide(过渡金属氧化物) and precious metal catalysts, have been reported to be active for complete catalytic oxidation technology of formaldehyde elimination. For example, Transition metal oxide catalysts included MnO2 , Cr2O3 ,Co3O4 , and Co–Mn oxide . On the basis of present research, some of the catalysts based on precious metals could achieve complete catalytic oxidation of HCHO, such as Au/CeO2 ,Pt/TiO2 , Pt/MnOx-CeO2 .However, with the price of precious metals continuing to increase, it is still a challenge for developing low cost catalysts.