甲醛的催化氧化研究—催化剂.2pptx
甲醛公开课ppt课件
CH3OH HCOOH
发生还 原体反现应氧化性
HC发HO生氧化反应？
问题1：（理论分析）如果甲醛发生氧化反应，是通过得 氧、还是去氢？氧化产物是什么？ 问题2：（实验探究）如何证明甲醛具有还原性？
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4、实验探究
提供试剂： ①酸性高锰酸钾溶液； ②氧气（催化剂）； ③新制的氢氧化铜悬浊液（+2价的铜体现弱氧化性）； ④银氨溶液（+1价的银体现弱氧化性）。
作的能力。 【情感态度与价值观】
通过学习，使学生建立起有机物结构—性质—用途之间相互
联系，辩证统一的唯物主义思想认识观。 通过探究实验，
使学生养成实事求是的科学态度，培养合作意识，激发创新思
维。
通过联系生活实际，使学生感受到化学应用价值的重要意义，
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二、教学重点、难点
甲醛的化学性质（氧
化性、还原性）
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感谢您的观看和下载
The user can demonstrate on a projector or computer, or print the presentation and make it into a film to be used in a wider field
或HCHO+4Cu(OH)2 (加热) → CO. 2↑+2Cu2O↓+5H2O
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5、备课反思
➢ 关注学生元认知，教学设计应符合学生的认知层次。 ➢ 努力突破传统教学内容，为课改背景下的课堂教学寻求出
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。
甲醛公开课ppt课件
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甲能醛导污致染鼻超咽标癌达、肺6倍癌。、皮肤癌、白血病、结肠癌等。
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归纳甲醛的物理性质： （色、态、味、溶解性等）
无色、有强烈刺激性气味的气体， 沸点－21℃，易溶于水、醇和醚。
回顾 2CH3OH + O2
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问题2：如何证明甲醛具有还原性？
实验探究1：与酸性高锰酸钾溶液反
应 结论：紫色立即褪去，证明甲醛有
还原性 衍生问题1：如何检验甲醛溶液还原性的
强弱？ 实验探究2：与新制的氢氧化铜悬浊液（菲林试剂）
反应 结论：甲醛能被新制的氢氧化铜悬浊液氧化，还原
性较强 衍生问题2：氧化产物甲酸中仍有醛基，是否可以继续
甲醛
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1
说课内容
➢ 教学目标 ➢ 教学重点、难点 ➢ 教法、学法 ➢ 教学环节设计 ➢ 备课反思
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2
课标要求 教材分析 学情分析
教学目标
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（一）、课标对接
知道
甲醛的分子式、结构式、结构简式和 用途
理解
要求学生理解甲醛的分子结构特点及性质
体会
体会知识迁移对学习的有效性，加深对官 能团的认识
突出
将有机化学氧化反应、
从形式上、本质上认
还原反应的“形式”概
识有机化学氧化反应教，学 还原反应的概念。 重点
学习 体验
教学 难点
体过验程点
念纳入已建构好的无机 化学氧化反应，还原反 应的“本质”概念中。
通过实验探究，从氧
新测化安鼓可制学排励能的方学学的氢程生 生产氧式进 对物化 。行 于，铜甲 失并悬醛 败能浊. 与 的够液银 实正反氨 验确应溶 进书，化 与 氧 质 的液 行写推反 化银 化 ，、 分应 学氨 铜 从的 性溶悬而本质液浊掌质。、液握认新反醛识制应类甲的的物醛氢性质8
甲醛光催化氧化的反应机理
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室内甲醛催化氧化脱除的研究进展
室内甲醛催化氧化脱除的研究进展本文旨在探讨室内甲醛催化氧化脱除的研究进展。
文章首先介绍了室内甲醛脱除问题的背景和意义，然后分析了目前室内甲醛催化氧化脱除的研究现状，包括甲醛脱除的机理、工艺、催化剂种类等内容。
接着详细介绍了选用的研究方法，包括实验设计、数据采集、统计分析等。
通过客观描述和解释研究结果，结合前人研究成果和本研究的贡献，对室内甲醛催化氧化脱除问题的可能原因和解决方案进行探讨和分析。
最后总结了研究结果，并指出了研究的限制和未来研究方向。
随着人们生活水平的提高，室内装修已成为日常生活中不可或缺的一部分。
然而，装修过程中释放的甲醛等有害气体严重危害着人们的身体健康。
因此，研究室内甲醛的脱除方法对提高室内空气质量具有重要意义。
本文主要室内甲醛催化氧化脱除的研究进展，旨在为相关领域的研究提供参考。
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。
光催化氧化法、电化学氧化法等工艺也在研究中得到应用。
本研究采用了文献综述和实验研究相结合的方法。
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。
实验设计包括催化剂的制备、活性评价和工艺条件的考察。
催化剂的制备采用溶胶-凝胶法、沉淀法等方法。
活性评价通过对比不同催化剂在相同工艺条件下的甲醛去除率来实现。
工艺条件的考察包括温度、湿度、流量等因素的探究。
通过实验研究，我们发现贵金属催化剂如铂、钯等具有较高的甲醛氧化活性。
金属氧化物如二氧化锰、二氧化锡等也表现出良好的催化性能。
光催化氧化法和电化学氧化法在实验条件下均能实现甲醛的有效去除，但受制于反应条件和设备限制，实际应用中存在一定挑战。
分析实验结果，我们发现催化剂的活性与制备方法、载体选择及工艺条件等因素密切相关。
甲醛氧化催化剂
甲醛氧化催化剂
甲醛氧化催化剂是一种重要的化学物质，它在许多化学反应中发挥着关键的作用。
甲醛是一种常见的有机化合物，广泛存在于自然界和工业生产中。
由于甲醛具有很高的反应活性，因此需要一种能够加速其氧化反应的催化剂。
甲醛氧化催化剂的主要作用是促进甲醛与氧气之间的氧化反应，将甲醛转化为更稳定的物质，如甲酸或二氧化碳。
这种转化过程在许多工业生产过程中是必要的，例如在生产酚醛树脂或氨基树脂的过程中，需要将甲醛转化为甲酸，以进一步聚合成为高分子材料。
甲醛氧化催化剂的种类很多，常见的有铜盐、银盐、锰盐等。
这些催化剂在常温常压下即可发挥作用，而且反应条件温和，不会对环境造成太大的负担。
同时，这些催化剂的制备方法也相对简单，可以通过常规的化学合成方法获得。
除了在工业生产中的应用外，甲醛氧化催化剂还在环保领域发挥了重要的作用。
甲醛是一种有害的挥发性有机化合物，对人体健康和环境都有很大的危害。
通过使用甲醛氧化催化剂，可以将甲醛转化为无害的物质，从而减少对环境和人体的危害。
总之，甲醛氧化催化剂是一种重要的化学物质，在工业生产和环保领域中都发挥着重要的作用。
随着科学技术的不断发展，相信甲醛氧化催化剂的应用前景将会更加广阔。
MnOx催化剂上甲醛催化氧化性能研究
本实验采用水热 合成法 制备了 Ｍｎ Ｏ ， 通过 Ｂ Ｅ Ｔ测 试和 Ｓ Ｅ Ｍ测 试 对 Ｍｎ Ｏ 材料 进 行 表 征 和 结 构 分 析 ，并 进 行 了 甲醛催 化 氧化 性 能 测试 。结果表明 ， １ ２ ０ 条件下焙烧得到的 Ｍｎ Ｏ 具有较好 的催 化性 能 参 考 文 献
Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ｌ Ｊ Ｉ ． Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ ｓ ，２ ０ １ ０ ，１ １ ０ ： ２ ５ ３ ６ — ２ ５ ７ ２ ．
［ ３ ］ Ｚ Ｈ Ａ Ｎ Ｇ Ｊ Ｈ ，Ｌ Ｉ Ｙ Ｂ ，ＷＡ Ｎ （ ；Ｌ ，ｅ ｔ ａ １ ．Ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ｏ ｘ ｉ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ
科技 论 坛
・ ｌ ５・
Ｍｎ Ｏｘ 催化 剂 卜 ▲ 甲醛催化氧化性 能研 究
崔 维 怡 ’ 张宏 庆 茹 静 。 于 雪 斗
（ １ 、 吉林化 工学院化工清洁生产技 术吉林省高校重点 实验室 ， 吉林 吉林 １ ３ ２ ０ ２ ２ ２ 、 吉林ｉ ｔ ： ｒ － 学院科 学技 术管理处 ， 吉林 ３ 、 吉林 化 工 学 院理 学 院 ， 吉 林 吉林 １ ３ ２ ０ ２ ２ ４ 、 中 国石 油 吉 林石 化 分 公 司 乙二 醇 厂 ， 吉 林 吉林 １ ３ ２ ０ ２ １ ） 摘 要： 利 用水热合成法制备 了蜂 窝状 Ｍ ｎ Ｏ 催化剂 ， 进行 了该催化荆上甲醛催化氧化性能的研 究。研 究结果表明 ， 该催化刺具有较 高 的 比表 面 积 ， 在 ｌ ４ Ｏ 时 就 可 以将 甲醛 完全 转 化 为 Ｃ Ｏ 和Ｈ Ｏ。 关键词 ： 甲醛 ； 催 化氧 化 ； 水 热 合 成 法 甲醛是室 内的主要气态污染 ｌ １ Ｉ ， 短期接触会产生刺激作用和过 敏 反应 ， 长 期 接 触 还 呵以 引起 神经 ， 免 疫 系 统 和 内分 泌 系 统 中毒 ． 世 界： 【 生组织将其 定为致癌和致畸形物 质Ｉ ， 严重危 害人类身体 的健 康。因此 ， 去除室 内空气 中的 甲醛具有 重要 意义㈣ 。本文通过水热合 成 法制 备 了 蜂 窝 状 Ｍｎ Ｏ ｘ 催化剂 ， 研 究 该 催 化 剂 上 甲醛 的催 化 性 能， 通过 Ｂ Ｅ Ｔ， Ｓ Ｅ Ｍ表 征 ， 探 讨 了不 同 温 度 焙 烧 下 Ｍｎ Ｏ ｘ材 料 结 构 对 催 化 性 能 的影 响 。 １ 实 验 部 分 １ ． １ 蜂 窝 状 二 氧 化锰 的制 备 将０ ． ５ ８ ８ ｇ Ｋ Ｍｎ Ｏ 和２ ｇ Ｍ ｎ（ Ｎ ０ ２ 分别溶解在 ２ ０ ｍ ｌ 去离子水 ， 充分搅拌 ； 将０ ． ３ ｍ ｏ ｌ ／ ｍ ｌ 的硫 酸逐 滴加入到 Ｍ ｎ （ Ｎ Ｏ ３ ） ： 水溶 液中剧烈
关于室内甲醛催化氧化技术的研究
2021.19 科学技术创新 - 27 -
20℃，湿度 50%，空速设定为 45000/h，入口甲醛浓度设定于 1mg/m3，甲醛测试方法为 GB/T18204.26-2000 中介绍的分光光 度计法。甲醛去除效率由入口甲醛浓度与出口甲醛浓度的差值 除以入口浓度计算而得。累积去除量以催化剂对甲醛的初始开 始至去除效率降至 40%截止，这段时间内的甲醛去除总量。
2.2 多种室内污染气体对催化剂甲醛去除活性影响评估 为了评估室内其它污染气体对催化剂去除甲醛性能的影 响，参照 GB/T18883-2020 室内空气质量标准中列举的污染性 气体，选用上海液化空气有限公司 10ppm 二氧化硫，100ppm 一 氧化碳，10ppm 氨气，10ppm 丙酮做相应气体污染源。上海吉人
漆业有限公司环氧地坪漆做 VOC 污染源。将污染源气体通过催 化剂表面，观察催化剂对甲醛去除活性是否受其它污染气体干 扰。二氧化硫和二氧化氮同为国标中酸性污染性气体，而且在
3-4.5 小时 10ppm 的丙酮或 NH3 后，催化剂的甲醛去除活性变 化不大。只有 NH3 对 MnOx-CeO2-Ag 催化剂初始去除活性有略 微影响。从初始的 90%去除率，在通入 0.5 小时氨气后降到 80%
了多种贵金属催化剂，其中，1%Pt/TiO2 催化剂 在 20℃时 能 100%催化氧化甲醛，而 Rh，Pd，Au 贵金属催化剂在同等条件下 只有不到 30%的催化性能。贵金属催化剂虽然性能优越，但其 也因价格昂贵而限制了其市场应用。一种方案是开发非贵金属 催化剂或者低成本贵金属催化剂如 Ag。中科院的 Xueyua Chen [7] 研究了 Ag 基催化剂在不同晶型二氧化钛上的对甲醛去除的 表现。发现锐钛矿型二氧化钛上负载 Ag 催化剂效果最好， 125℃是能去除 85%的甲醛。在非贵金属催化剂中，盛世康环保 科技公司的于维在专利 CN106334549B 报导了在椰壳活性炭上 负载纳米二氧化锰催化剂，对甲醛的初始去除效率大于 90%， 吸附甲醛的容量为 6.05mg/g。该数值已经大大优于传统物理吸 附或化学反应去除。
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实验结论
实验表明，将TiO2进行氮掺杂修饰后，在模拟 太阳光照射下，光催化降解甲醛的效率明显提高。 同时，喷涂法负载光催化剂的效果较好并具备工 业应用的前景。因此喷涂法是一种将纳米光催化 剂引入到室内污染气体降解的有效方法和途径。
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L/O/G/O
结果表明，随着烧结温度的 升高，A-T和U-T 的晶型会从锐 钛矿型转变为金红石型。但是 A-T 的晶型转变温度较U-T 高。 可以看出， 600℃的峰比400℃ 的峰要往右移，而700℃的峰却 比400℃的峰往左移。其原因可 能是随着烧结温度的升高，氮 逐渐掺杂到TiO2的晶格中，使 TiO2的粒径变大，导致峰向右 移，但烧结温度升高到某一值， 如700℃时，TiO2晶格中掺杂的 氮会逐渐逸出，导致峰向左移 并出现金红石相。
A-T为用浸泡法将以氨 水为氮源掺杂到TiO2 上的光催化剂， 14 h 甲醛的降解率达到了 94. 7%。T-T 为用喷涂 法将以三乙胺为氮源 掺杂到TiO2的光催化 剂，5 h 降解率即达到 90% 以上，在7 h内甲 醛的降解率达到了95. 5%，而且喷涂法负载 光催化剂的附着力好， 不易脱落。
甲醛的催化氧化研究—催化剂
L/O/G/O
目录
1 甲醛概述
2 二氧化钛介绍 2 Click to add title in here 3 二氧化钛的光催化原理 Click to add title in here 4 二氧化钛催化剂的修饰
甲醛概述
甲醛作为一种原生毒素，对人体健康有很 大的负面影响，多种动物试验显示甲醛具 有明确的致癌性，被世界卫生组织确定为 致癌和致畸形物质。 室内甲醛含量不高于0.08mg/m3。 来源：室内甲醛主要来自于装饰材料，家 具等。
TiO2晶体类型：锐钛矿型和金红石型，结构上的 差异导致了金红石型表面吸附有机物及氧气的能 力不如锐钛矿型。
TiO2作为光催化剂在常温常压下即可将室内有机 污染物降解为无毒无害小分子，具有效率高、无 污染的特点。
光催化原理
当光子能量达到或者超过纳米TiO2 带隙能时, 电 子就从价带激发到导带, 成为光生电子, 同时在 价带上产生相应的空穴。价带空穴是良好的氧化 剂, 光生电子是良好的还原剂。光生电子一般与 表面吸附的氧分子反应, 空穴则与表面吸附的水 和OH- 离子反应形成氧化性很强的羟基。羟基的强 氧化性可以将有机物氧化成二氧化碳、水等简单 的无机物, 最终达到降解甲醛等有害有机物的目 的。
Pt的负载减弱了二氧化钛的Ti—O键，丰富了催化 剂表面氧物种，增加了催化剂晶格氧的流动性，R表征的结果表明：在TiO2 纳米管负载Pt之后， 载体TiO2表面氧的还原温度下降了，催化剂表面 活性氧更加丰富了，说明贵金属与载体的相互作 用导致Ti一0键减弱，晶格氧的流动性有所增加。
UV-Vis 光谱漫反射光谱分析
与纯TiO2相比，氮掺杂 粉体在可见光区域400～ 550 nm 范围内产生明显 的吸收峰。强度大小为 A-T ＞ T-T ＞ U-T。此结 果表明用不同氮源对纯 TiO2进行氮掺杂产生的 掺氮效果和在可见光区 域的响应强度不同，可 见光响应较好的A-T 。
甲醛的降解效率
负载氮掺杂氧化钛的光催化剂
在应用C、N、S、F、I 等元素对TiO2进行 阴离子掺杂的研究中，人们发现N 元素是一 种较好的掺杂元素。 2001 年，Asahi 等通过理论计算和实验证明 了氮掺杂氧化钛具有可见光响应。
负载氮掺杂氧化钛的光催化剂 从图可以看出， 在烧结温度 400℃时，A-T、 U-T 和T-T 的 晶型均为锐钛 矿型。
二氧化钛（TiO2）催化剂修饰研究
日光灯照射
对TiO2进行掺杂改性进而开发具有可 见光响应的高效光催化剂
（1）TiO2纳米管负载铂的光催化剂
（2）负载氮掺杂氧化钛的光催化剂
TiO2纳米管负载铂催化剂
TiO2纳米管 规整的结构，具有很大的内部表面积，煅烧之后 形成整齐的晶体非常有利于界面之间的电子传递。 具有更强的吸附能力和良好的选择性，尤其是在 管中加入更小的无机、有机、金属或磁性纳米粒 子组装成复合纳米材料，可大大改善TiO2的催化 性能。 电化学方法制备 TiO2 纳米管负载1% Pt(质量分数） 直接用于催化氧化脱除体积分数为百万分之一级 别的甲醛。
甲醛的转化效率
Pt/TiO2—NT
经过450℃煅烧后， 无定形TiO2 纳米管 转换成为锐钛矿晶 型。 负载1%Pt之后，锐 钛矿型的TiO2 纳米 管的晶相结构没有 发生变化
TiO2纳米管的还原 温度很高，超过 650℃ ，但是负载Pt 之后，在75℃和 493℃附近有两个耗 氢峰，75℃处耗氢 峰对应于氧化铂还 原为金属Pt所消耗 的氢气，而493℃处 的峰属于TiO2纳米 管表面氧还原时的 氢气消耗峰。
甲醛的处理方法
日常处理法：通风换气 盆栽植物吸收法 物理吸附法：多孔炭材料，活性炭， 活性氧化铝和硅胶 化学去除法：化学反应法 低浓度臭氧氧化法 光催化氧化法 生物降解法
二氧化钛（ TiO2 ）
TiO2纳米晶体粒径越小，比表面积越大，吸附能 力越强， 催化活性也随之提高。所以，光催化效 果是由TiO2 晶体类型和纳米粒径共同决定的。