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毕业论文网 > 文献综述 > 化学化工与生命科学类 > 化学工程与工艺 > 正文

负载贵金属催化剂在室温催化氧化甲醛中的应用文献综述

 2020-05-17 09:05  

生活中对人体造成伤害的甲醛,可以说无处不在。甲醛是来自家具和装修材料中最严重的污染物, 它是一种具有较高毒性的物质, 在我国有毒化学品优先控制名单上高居第二位, 并且已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质[1-3]. 长期接触低剂量甲醛可引起慢性呼吸道疾病, 鼻咽癌、细胞核的基因突变、白血病等疾病.

甲醛是一种无色、有刺激性的气体。易溶于水、醇和醚。其40%的甲醛溶液称”福尔马林”,此溶液的沸点为19℃,故其在室温时极易挥发,遇热更甚。甲醛对人体的健康最高允许浓度为0.10 mg/m3

室内空气中甲醛已经成为影响人类身体健康的主要污染物,特别是冬天的空气中甲醛对人体的危害最大。我国家庭空气中的甲醛来源主要有以下几个方面:⑴用作室内装饰的胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨花板等人造板材。生产人造板使用的胶粘剂以甲醛为主要成分,板材中残留的和未参与反应的甲醛会逐渐向周围环境释放,是形成室内空气中甲醛的主体。⑵用人造板制造的家具。一些厂家为了追求利润,使用不合格的板材,或者在粘接贴面材料时使用劣质胶水,板材与胶水中的甲醛严重超标。⑶含有甲醛成分并有可能向外界散发的其他各类装饰材料,如贴墙布、贴墙纸、化纤地毯、油漆和涂料等。

甲醛还来自生活的其它方面。⑴甲醛可来自化妆品、清洁剂、杀虫剂、消毒剂、防腐剂、印刷油墨、纸张等。⑵泡沫板条作房屋防热、御寒与绝缘材料时,在光与热高温下使泡沫老化、变质产生合成物而释放甲醛。⑶烃类经光化合能生成甲醛气体,有机物经生化反应也能生成甲醛,在燃烧废气中也含有大量的甲醛,如每燃烧1000L汽油可生成7kg甲醛气体,甚至点燃一支香烟也有0.17mg甲醛气体生成。⑷甲醛还来自于车椅座套、坐垫和车顶内衬等车内装饰装修材料,以新车甲醛释放量最突出。⑸甲醛也来自室外空气的污染,如工业废气、汽车尾气、光化学烟雾等在一定程度上均可排放或产生一定量的甲醛。

对于甲醛的净化,已经引起我国的普遍关注,甲醛也成为接下来的大气污染治理领域的重点,并且针对甲醛的净化,也开发出一批有效的处理方法。传统用于室内甲醛净化的方法主要有吸附技术、光催化技术、低温等离子体技术以及催化氧化技术[4].

吸附技术主要采用活性炭和分子筛等高比表面材料来吸附甲醛,以达到净化空气的目的,但由于吸附材料吸附能力有限,需定期再生或更换,易产生二次污染.

光催化技术主要利用纳米TiO2作为光催化剂,通过活性氢氧自由基和超氧自由基的作用,在室温条件下就可以分解甲醛。该技术对于净化室内空气具有良好的应用前景,但目前光催化反应还主要需要紫外激发光源对可见光利用效率低,另外还存在催化剂失活的问题。

常压下空气放电产生的低温等离子体中包含电子、离子、氧活性物种和激发态分子等有极高化学活性的物种,可以打开污染气体分子的化学键,使很多高活化能的化学反应得以发生,从而达到处理室内空气中有机污染物的目的.但是该技术在对空气放电过程容易产生氮氧化物及臭氧等二次污染物.

催化氧化技术采用催化剂可以将甲醛完全分解为对人体无害的H2O 和CO2,污染物消除率高,造价低,稳定性好,不会造成二次污染,目前成为研究者关注的焦点。

关于甲醛的催化氧化有一定的研究报道,在1986年Saleh和Hussian[5]就发现现甲醛在干净Ni, Pd和Al的氧化薄膜上分解时有CO2生成当温度高于423 K时甲醛会在氧化膜上完全分解,Sekin等人[6]使用活性炭颗粒和氧化锰研制出一种板状空气净化材料来去除甲醛实验发现通过这种材料甲醛在室温下就可以分解为H2O和CO2 ,但是经过一段时间后该材料的甲醛去除效率会大大降低,显示室温下氧化锰表现为甲醛的氧化剂而非催化剂. Aacute;lvarez-Galv#225;n等人[7]考察了负载型Mn/Al2O3Mn-Pd/Al2O3催化剂对甲醛和甲醇的氧化活性,发现当反应温度高于363K时甲醛在Mn-Pd/ Al2O3催化剂上可以完全转化为CO2和H2O. Tang等[8,9]研制了MnOx-CeO2及Ag/MnOx-CeO2复合金属催化剂用于催化分解甲醛, 发现在100℃时可将500ppm的甲醛完全分解.最近, Li等人[10]研究了FeOx负载Au催化剂催化氧化甲醛的性能,发现7.1%Au/ FeOx催化剂可使甲醛在80℃时实现完全转化。

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