发布时间：2021-04-02
挥发性有机化合物（VOCs）作为臭氧和光化学烟雾的前体，不仅造成许多环境问题，而且危害人类健康。近年来，含氧VOCs（OVOC）因其对臭氧形成的高反应性而备受关注。催化氧化法是最有潜力的处理技术之一，其核心在于低温活性高且稳定性的催化剂的开发。非贵金属氧化物型催化剂价格低廉，催化活性可与贵金属相媲美。然而，其制备通常要经过煅烧过程，易造成颗粒的聚集，导致活性下降。此外，氧分子的活化也是VOCs催化氧化的关键步骤。研究发现，氧空位是活化分子氧的主要活性位点。因此，开发小尺寸且富含氧空位的氧化物催化剂具有重要意义。
日前，天津大学环境学院刘庆岭教授团队（http://catalysis.tju.edu.cn/）从大自然中吸取灵感，观察到莲蓬能够很好地分散莲子。于是设计了“原位碳限域-氧化”策略，即对金属有机骨架材料（MOFs）进行两步热解，利用其在惰性氛围衍生的碳物种对金属氧化物生长进行限域，制备具有充分暴露氧空位的超小MnOx纳米粒子（5.6 nm）。实现在低温下丙酮的去除（T90 = 167 ℃）。此外，MnOx在长期、循环、耐水和耐硫等测试中也表现出优异的稳定性。这项工作不仅制备了一种很有前途的去除VOCs的材料，而且为合理设计氧空位丰富的超小纳米颗粒提供了研究基础和新策略。
相关研究成果《Defective Ultrafine MnOx Nanoparticles Confined within a Carbon Matrix for Low-Temperature Oxidation of Volatile Organic Compounds》已发表在国际知名期刊Environmental Science & Technology（IF:7.864）。文章第一作者为环境学院硕士生郑燕飞，通讯作者为刘庆岭教授。
刘庆岭教授团队长期致力于大气污染控制领域的研究，在挥发性有机物处理和移动源尾气治理方面取得了一系列研究成果，近五年在Applied Catalysis B: Environmental, Environmental Science & Technology, Chemical Engineering Journal, Langmuir, Applied Catalysis A: General, Green Chemistry, Ultrasonic Sonochemistry, Applied Surface Science, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, Chemosphere, ChemCatChem等国际期刊发表论文40余篇。
（撰稿人：郑燕飞；编辑：胡宏远）
