羥基磷灰石改性及其對甲醛催化氧化性能研究.pdf

1、甲醛(formaldehyde，HCHO)是室內(nèi)空氣的主要污染物之一，其來源途徑廣泛。裝修、裝飾材料及一些日常用品等均能長期緩慢釋放甲醛。甲醛具有較高的毒性，是一種致癌致畸的物質(zhì)，短期接觸會引起粘膜的刺激反應(yīng)，長期接觸會增加患癌及其他一些致命疾病的可能性。甲醛因其毒性及普遍的接觸途徑對人體健康造成了潛在的威脅，因此，甲醛的消除是長期以來研究的熱點(diǎn)問題之一。
　　目前存在的甲醛消除技術(shù)中，催化氧化法以其高效、簡便易操作且不產(chǎn)生二次污

2、染等優(yōu)點(diǎn)具有良好的發(fā)展前景。本文針對傳統(tǒng)催化劑成本高，環(huán)境安全性不好等缺點(diǎn)，采用羥基磷灰石(hydroxyapatite，HAP)這一安全無毒、相態(tài)穩(wěn)定且來源廣泛、廉價易得的物質(zhì)作為催化劑的主要組成成分，通過對其改性來設(shè)計催化劑，考察其用于甲醛催化氧化的催化性能。本文的研究主要分為兩部分:
　　有機(jī)物改性:本文采用三種常用的有機(jī)改性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、十二烷基硫酸鈉(SDS)和檸檬酸鈉(sodiumcitrate)

3、對羥基磷灰石的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整并采用多種表征手段探究了改性后羥基磷灰石的結(jié)構(gòu)變化。研究結(jié)果顯示，不同有機(jī)改性劑的加入主要引起了羥基磷灰石比表面積及孔結(jié)構(gòu)的變化。對不同改性后羥基磷灰石樣品進(jìn)行活性測試，具有較大比表面積、孔容同時孔徑較小的檸檬酸鈉改性后的樣品表現(xiàn)出了最好的活性，在240℃實(shí)現(xiàn)了甲醛的完全轉(zhuǎn)化。對于檸檬酸鈉改性的羥基磷灰石樣品，進(jìn)一步考察了不同煅燒溫度對其活性的影響。
　　過渡金屬的摻雜:為保持催化劑較好的經(jīng)濟(jì)性，選用了多

4、種常用過渡金屬Co、Mn、Cu對羥基磷灰石進(jìn)行改性。活性測試表明，少量過渡金屬的摻入大大提高了羥基磷灰石的催化活性，且Cu摻雜的羥基磷灰石表現(xiàn)出了最好的催化活性，在180℃達(dá)到了甲醛的完全轉(zhuǎn)化。對于Cu摻雜的羥基磷灰石，采用離子交換法、共沉淀法及浸漬法分別摻入Cu來調(diào)控Cu的物種及落位，并采用多種方法進(jìn)行表征，關(guān)聯(lián)Cu的物種落位與催化劑活性的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，羥基磷灰石表面高分散的Cu物種是催化氧化甲醛的主要活性位。
　　羥基磷