金催化甲醛氧化活性位点示意图
甲醛是室内空气中最主要也是最严重的污染物,其释放年限长达数年。长期居住在含有甲醛的室内容易引起癌症及免疫功能异常等健康问题。因此,迫切需要一种有效消除室内甲醛污染的方法。其中甲醛催化氧化是重要手段之一,用于该反应的催化剂体系主要集中在负载型贵金属催化剂(如Pt/TiO2,Au/CeO2和Au/Fe-O)或负载型含Mn催化剂(如Mn/C, Mn-Pd/Al2O3和Ag-Mn/CeO2)等。除Pt/TiO2外,上述催化剂对甲醛完全氧化的温度较高(一般都在100℃以上), 不适用于室内甲醛污染源的消除。因此, 非常有必要开发一种低温(室温)消除甲醛的催化剂。
最近，浙江师范大学物理化学研究所李洪芳等人采用沉积-沉淀法和氨水络合法制备了Al2O3,TiO2, CeO2和SiO2负载的纳米金催化剂, 利用元素分析、X射线衍射、氮气物理吸附、程序升温还原、透射电镜和拉曼光谱等技术对催化剂进行了表征, 并考察了其低温催化甲醛氧化活性。结果表明, Au/CeO2的催化性能最佳, 在 40℃时甲醛转化率仍能保持在80%以上。催化剂的活性同时受Au的化学状态和载体性质的影响。Au/CeO2催化剂较高的低温活性可能与离子态的Au物种有关, 同时AuxCe1-xO2-δ固溶体的形成产生了大量的氧缺位, 提高了氧的活化能力, 也有助于提高催化剂的低温活性。