复旦大学环境系唐幸福课题组最近成功研制出一种单原子银催化剂,在低温下就能将甲醛分解成二氧化碳和水。相关研究成果近日在线发表于国际知名学术杂志《应用化学期刊》。
目前,市场上除甲醛的产品五花八门。利用化学试剂中和甲醛,存在产物不确定的问题,容易造成二次污染。催化法去除甲醛是一种高效绿色环保的方法,但催化剂的选取是一道难题。
唐幸福课题组先在过渡态金属氧化物二氧化锰的表面均匀负载上2至3纳米的银纳米颗粒,然后让样品经过气氛马弗炉程序升温焙烧。在一定温度下,银纳米颗粒会自发分散开来,而在后续的冷却过程中会被载体的孔道结构捕获。
在一定的气氛及温度处理下,银原子开始摆脱纳米银颗粒晶格的束缚,在载体表面游走,最终被镶嵌在化学势更低的端口上,从而得到银单原子分散的催化剂。
单原子银催化剂由单个原子银活性中心组成。唐幸福介绍说,就是在这表面单原子银活性中心上,甲醛分子和催化剂内的氧化剂发生反应,产生二氧化碳和水;而空气中的氧气在催化剂的作用下,马上填补氧化剂的空缺,完成催化剂去除甲醛的反应循环,使这种催化剂的催化活性大大提高。实验证明,其催化活性是传统负载型纳米金属催化剂的7至8倍,是传统去甲醛方法的30倍左右。