临泽红色低品位凹凸棒石黏土负载δ-MnO 2 室温降解甲醛

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(Purifing palygorskite clay rich iron, 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MnOx/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，当进气甲醛浓度为1 ppm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%，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(Dioxymethylene，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。本项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。