甲醛(HCHO)是室內(nèi)空氣中最主要的氣體污染物之一，具有較高的毒性，短期內(nèi)接觸會出現(xiàn)眼睛刺痛、鼻刺痛、咽喉痛的癥狀；長期處在甲醛環(huán)境中會引起慢性中毒、神經(jīng)系統(tǒng)損害、染色體突變、癌變等問題，已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸形物質(zhì)。我國室內(nèi)甲醛濃度超標(biāo)嚴(yán)重，尤其在新裝修房屋內(nèi)，甲醛濃度超標(biāo)可達20倍。催化氧化降解甲醛是解決室內(nèi)甲醛污染的有效手段，但催化劑的高昂成本極大地限制了其實際應(yīng)用?；诖?，人們迫切需要一種可在室內(nèi)環(huán)境下高效降解甲醛的低成本催化劑。
北京理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院王博教授課題組基于MOF缺陷工程，以BIT-72作為載體，設(shè)計制備了一種獨特的鉑氧化物納米簇催化劑（PtOx@BIT-72-DE），鉑含量僅0.015 wt%，具有優(yōu)秀的甲醛降解活性和穩(wěn)定性，甲醛降解速率可達446 mmol HCHO·gPt-1·h-1，且經(jīng)過200小時的連續(xù)反應(yīng)后，催化活性無下降，同時成本僅0.0769 $ g-1，極具商業(yè)應(yīng)用價值。 通過對催化劑結(jié)構(gòu)的表征證明缺陷MOF（BIT-72-DE）中暴露的部分鋁不飽和配位點誘導(dǎo)形成了獨特的高活性PtOx催化中心。與無缺陷的BIT-72作為載體構(gòu)筑的催化劑不同，該PtOx催化中心僅由Pt-O鍵構(gòu)成，相較于傳統(tǒng)的鉑催化劑，PtOx表面氧吸附及解離活性更高，更有助于甲醛降解反應(yīng)的進行。 該團隊進一步通過熱壓法將PtOx@BIT-72-DE催化劑熱壓到無紡布上，制備了一種具有甲醛降解功能的MOFilter過濾膜，在模擬空氣凈化器的工作條件下，實現(xiàn)了對于室內(nèi)甲醛的長效催化降解，在200小時的使用過程中保持了100%的甲醛降解率，并且沒有出現(xiàn)性能衰減。 論文信息 Low Loading and High Activity of Platinum Oxide Nanoclusters Formed by Defect Engineering of a Metal-Organic Framework for Formaldehyde Degradation Lantian Ren, Prof.?Dr. Qinglang Ma, Prof.?Dr. Anxiang Yin, Prof.?Dr. Xiao Feng, Prof.?Dr. Teng Zhang, Prof.?Dr. Bo Wang ChemSusChem DOI: 10.1002/cssc.202201324
