室内装修、家具、装饰品等所释放的以甲醛为代表的挥发性有机化合物(VOCs)是重要的室内环境污染物,危害人体健康。此外,除了甲醛等化学性污染物的净化,室内细菌和病毒等环境生物污染的防控也逐渐引起人们的关注。研发能够同时去除室内甲醛、苯系物等VOCs化学污染物和杀菌消毒功能的高效多功能环境净化材料和技术关系民生,具有良好的应用前景。室内甲醛等VOCs催化和吸附净化技术操作简单,但均受湿度、温度和VOCs浓度影响,有一定的应用局限性。课题组基于前期在室温催化净化甲醛材料设计[1, 2]和光热协同催化净化有机废气的技术积累[3-5],将光热协同催化净化VOCs和杀菌技术同吸附去除VOCs技术、化学法灭菌技术相结合,设计了可同时高效去除室内甲醛等VOCs和抑菌功能的光热催化炭材料。通过载体活性炭富集污染物质,利用光热催化活性物种在光热条件下协同去除吸附的甲醛、杀菌和再生活性炭。所开发的催化炭在较宽的温度范围和湿度范围内及有无光照条件下均具有较好的吸脱附及催化净化甲醛性能,在黑暗与光照下均有良好的杀菌效果。在空速7000 h
-1条件下的甲醛净化能力为市售普通活性炭吸附容量的30倍以上,并且具有较好的再生和可循环使用性能,表现出较大的实际应用潜力。
参考文献:
- Wang X, Rui Z, Ji H. DFT study of formaldehyde oxidation on silver cluster by active oxygen and hydroxyl groups: mechanism comparison and synergistic effect. Catal. Today, 2020, 347: 124-133.
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- Ji W, Rui Z, Ji H. Z-scheme Ag3PO4/Ag/SrTiO3 heterojunction for visible-light induced photothermal synergistic VOCs degradation with enhanced performance. Ind. Eng. Chem. Res., 2019, 58: 13950-13959.
- Kong J, Jiang C, Rui Z, et al. Photothermocatalytic synergistic oxidation: an effective way to overcome the negative water effect on supported noble metal catalysts for VOCs oxidation. Chem. Eng. J., 2020, 397: 125485.
- Li J, Yang X, Ma C, et al. Selectively recombining the photoinduced charges in bandgap-broken Ag3PO4/GdCrO3 with a plasmonic Ag bridge for efficient photothermocatalytic VOCs degradation and CO2 reduction. Appl Catal B: Environ, 2021, 291: 120053.
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