基于锰基YMn_(2)O_(5)催化剂室温降解挥发性有机化合污染物

基于物理吸附的挥发性有机化合物(Volatile organic compounds,VOCs)净化方式快速且具有通用性,目前已广泛应用于室内空气净化设备中。但在使用过程中受到净化材料吸附总量有限和环境温度变化的影响,往往会对室内空气造成二次污染,严重威胁人们的健康。而通过频繁更换耗材改善二次污染的方式,对消费者造成经济损失的同时,也对环境和下游回收产业带来严重负担。基于此,提出了基于锰基莫来石催化剂(YMn_(2)O_(5),YMO)+O3的新型VOCs净化技术,并用于室内空气净化。结果表明,在18℃、1.2×10^(5)mL/(g·h)的条件下,丙烯被完全催化降解生成CO_(2)和H2O。将燃烧产物包括丙烯、多环芳烃和脂肪烃等在内的焚香作为VOCs源,在18℃,不同初始浓度与不同相对湿度条件下,自制空气净化器能快速降解VOCs,其洁净空气输出比率达到75 m^(3)/h。随着VOCs初始浓度增加,完全降解所需的时间增加,而环境的相对湿度变化也会影响VOCs降解速率,当相对湿度为40%时,自制空气净化器降解VOCs速率最快。YMO+O3技术路线在低于室温条件下能够有效降解VOCs,且不造成二次污染。由于催化剂不参与反应,其理论寿命无限长,该技术路线有望在下一代空气净化设备中普及。

MnO_(2)-CeO_(2)复合催化剂制备及室温下催化降解甲醛性能研究

本文采用络合法制备了MnO_(2)-CeO_(2)复合催化剂,用于室温下催化降解甲醛。通过正交实验确定了催化剂的最佳制备条件,通过连续催化降解甲醛实验考察了催化剂的催化稳定性。通过扫描电镜(SEM),X-射线能谱(EDS),X-射线衍射(XRD),N2吸附-脱附分析(BET)和氢气程序升温还原(H_(2)-TPR)对催化剂进行表征。结果表明,Mn/Ce摩尔比1∶1,水化热温度120℃,焙烧温度400℃,焙烧时间4h为催化剂的最佳制备条件,其中水化热温度为制备最关键的影响因素。MnO_(2)-CeO_(2)复合催化剂在室温下12h甲醛催化降解率为74.7%。连续催化降解甲醛实验中,降解率虽略有下降但仍在72%以上,催化剂的催化活性稳定。MnO_(2)-CeO_(2)复合催化剂是以MnO_(2)为主体的Mn-Ce-O混合氧化物,其表面形成以介孔为主的多孔表面,具有较大比表面积,在室温下对甲醛具有良好催化降解性能。