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现代装修方式和各类涂料等建筑材料的应用,使得室内空气污染问题变得日益严重。而挥发性有机化合物(VOCs)则是其中最主要的空气污染物。作为最常见的VOCs,甲醛由于能诱发的多种人类健康问题,因而逐渐受到人们的关注和重视。因此,为满足人们对室内环境和健康的需求,研究和发展用于有效除去室内甲醛的手段和材料变得尤为重要。目前常用的许多甲醛净化手段,包括等离子氧化法,物理化学吸附法,光催化法,热氧化法,植物净化法等,由于其设备昂贵繁多,循环利用率低,耗能大,效率低下等原因,一直并未得到广泛的利用。室温催化氧化,作为一种最近被广泛讨论且能够有效氧化甲醛的方法,由于其可循环利用率高,无需额外辅助设备,催化效果显著且产物无毒无害,被认为是未来最有前景的控制室内甲醛浓度的手段。本文中,我们以花球状氧化铝(Al2O3)以及氧化铝分子筛作为载体,通过浸渍法对其进行铂(Pt)纳米颗粒的沉积,所制备得到的负载型Pt催化剂用于室温催化分解甲醛。主要内容包括:(1)通过一步水热法制备了暴露{110}面的花状Al2O3微球及相应的氧化铝载Pt催化剂(Pt/Al2O3),以测试其室温甲醛催化氧化性能。由于在氧化铝的{110}面上,不饱和的三配位铝位点可以吸引并固定Pt纳米颗粒,从而使Pt/Al2O3样品具有较高的Pt金属分散度。因此,Pt/Al2O3催化剂表现出较负载Pt的商业氧化铝和商业氧化钛样品更高的甲醛催化分解性能。同时,因为Pt/Al2O3样品具有较大的比表面积以及分等级结构,我们认为该催化剂较高的活性也与反应物和产物较快的吸附脱附过程有关。此外,原位红外结果显示,甲醛同表面活性氧原子的相互作用可以在室温下生成二氧亚甲基(DOM)进而转变为甲酸盐,而甲酸盐可以进一步被氧化成为碳酸,然后再分解为二氧化碳和水。因此,这种载Pt的分等级氧化铝微球是一种有效的室内甲醛净化材料。(2)目前各研究中合成制备的用于室温催化氧化甲醛的催化剂,主要还是以粉末样品为主,而粉末样品在实际生产和使用中存在不易加工和不易回收等问题,阻碍了催化剂的推广使用。因此,在第二个研究工作中,我们通过浸渍法制备Pt负载的氧化铝分子筛(Pt-Al2O3)。所制备的分子筛催化剂表现出优异的甲醛催化分解活性和较好的催化稳定性。该催化剂对甲醛催化氧化的增强可以归因于分子筛载体的大比表面积,介孔结构,以及经酸溶液的前处理而得到的高度分散的Pt纳米颗粒。此外,原位红外分析结果表明,作为中间产物的二氧亚甲基和甲酸盐等物种是通过甲醛分子和表面羟基之间的反应而形成的。随后,在室温下,可以被Pt-Al2O3催化剂上的活性氧原子进一步氧化成二氧化碳和水。同时,通过原位红外观测,我们认为反应过程中所消耗的表面羟基可以从催化剂表面上吸附的水中再生,从而抑制了催化剂的失活。在这项研究中,Pt-Al2O3分子筛室温甲醛催化剂,不仅具有良好的便携性、可回收性和可加工性,而且克服了粉末样品在实际应用中存在的不利因素,从而具有较高的实际使用前景。