氧化在空气中的氧化由一个氨基功能化金属有机框架衍生碳和载二氧化物支持催化剂
Kumar Vikrant1, Ki-Hyun Kim1, Danil W Boukhvalov2,3
1Department of Civil and Environmental Engineering, Hanyang University, 222 Wangsimni-Ro, Seoul 04763, Republic of Korea.
胺功能化的金属有机框架催化剂使用纳米颗粒有效地去除. 减少预处理和最佳湿度水平对于空气净化中的高催化活性至关重要.
科学领域:
- 材料科学:开发用于环境应用的新型催化剂.
- 催化:研究贵金属催化剂,以去除挥发性有机化合物 (VOC).
- 环境化学:了解用于空气净化的氧化机制.
背景情况:
- 胺功能化的金属有机框架 (MOF) 是催化剂的有希望的支持.
- 贵金属催化剂,特别是 (Pt),显示了VOC氧化潜力.
- 了解催化剂预处理和反应条件的作用对于优化性能至关重要.
研究的目的:
- 为了研究支持的UiO-66-NH2 MOF催化剂的催化行为,用于氧化.
- 评估加载,还原预处理和水分对催化活性的影响.
- 用动力建模和DFT模拟来阐明反应机制和催化剂衍生物种的作用.
主要方法:
- (Pt) /UiO-66-NH2催化剂的合成和表征,具有不同的Pt负载 (0.2%,0.8%,1.5%).
- 在干燥和潮湿的条件下,低温下二氧化反应.
- 动力建模和密度功能理论 (DFT) 模拟以了解反应机制.
主要成果:
- 转化随着Pt加载而增加,在减少预处理后,在1.5%-Pt/UiO-66-NH2下达到100%.
- 减少预处理是必不可少的,产生金属Pt (Pt0) 位点并激活催化剂.
- 最佳的湿度水平促进了氧化,而过多的湿度导致了催化剂中毒.
结论:
- Pt/UiO-66-NH2催化剂,特别是在还原预处理后,对于低温氧化是有效的.
- 这种反应遵循Langmuir-Hinshelwood机制,涉及离散性O2化学吸收和表面氧物种.
- 来自MOF分解的碳和杂质通过促进关键反应步骤来增强催化活性.
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