复合材料学报

作者：洪晓梅, 陈天虎, 王灿, 邹雪华, 韩正严,

关键词：低品位凹凸棒石, 锰氧化物, 甲醛, 氧化降解, 环境温度,

针对临泽地区低品位凹凸棒石黏土利用率低的问题，用预富集处理的临泽红色低品位凹凸棒石黏土(PPCI)为载体，利用高锰酸钾和草酸铵为反应前驱体，通过氧化还原法制备MnO<i>_x</i>/PPCI复合催化剂，并用于常温下降解室内空气中甲醛效果评价。结果表明，Mn负载量为33.6wt%的复合催化剂具有优异性能，动态实验中，当进气甲醛浓度为1.22 mg/m³时，去除率在720 min内保持99%以上，而未负载的δ-MnO₂在相同条件下去除甲醛的效率仅为87%；静态实验中对初始浓度为146.6 mg/m³的甲醛气体去除率高达95%以上，PPCI负载δ-MnO₂可以显著提高锰基催化剂室温降解甲醛效果。δ-MnO₂/PPCI复合催化剂降解甲醛反应遵循二级动力学。由于δ-MnO₂在凹凸棒石黏土矿物表面高度分散，有更大的比表面积(73.2 m²/g)，可以暴露出更多Mn³⁺/Mn⁴⁺活性电对，从而提高了复合催化剂的氧化还原能力和电化学活性，并最终促进甲醛的降解。通过原位红外光谱(In situ-DRFTS)研究了甲醛在复合催化剂表面中间产物的生成和转化过程，结果表明甲醛首先被表面羟基转化为亚甲基二氧(DOM)，进而被表面活性氧氧化为甲酸盐物种(HCOO^-)，最终被氧化为CO₂和H₂O，并且催化反应消耗表面羟基可通过凹凸棒石表面吸附水与表面活性氧反应再生。本研究通过开发低品位凹凸棒石黏土，提高资源利用率，并为开发高效复合室内空气净化材料提供新思路。

来源：2022年第4期

《复合材料学报》期刊编辑部

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