环保型甲苯净化技术：用于空气净化的银纳米粒子修饰氧化石墨烯纳米催化剂

《International Journal of Environmental Analytical Chemistry》：Environmentally friendly toluene abatement: silver nanoparticle-decorated graphene oxide nanocatalysts for air purification

采用改进的Hummers法制备了AgNPs-GO纳米催化剂，证实其表面均匀分布42nm银纳米颗粒，在110℃实现甲苯90%转化率，热预处理提升活性，2.5小时稳定性达60%，为环保催化提供高效方案。

　　

摘要

挥发性有机化合物（如甲苯）由于其毒性和在工业排放中的广泛存在，对健康和环境构成严重威胁。在本研究中，采用改进的Hummers方法制备了银纳米粒子修饰的氧化石墨烯（AgNPs–GO）纳米催化剂，用于高效催化空气中的甲苯氧化。通过XRD、FTIR、SEM和EDX等手段对催化剂进行了结构表征，确认了结晶银纳米粒子（平均粒径约为42纳米）在氧化石墨烯表面的成功形成及均匀分散。催化实验表明，该催化剂在110°C和50°C下的甲苯转化率分别达到了90%（T??）和50%（T??），远高于同类催化剂的研究结果。该纳米催化剂在低至中等污染物浓度和流速条件下仍保持高效；然而，湿度增加、空速提高以及污染物负荷增加会导致活性位点被水分子竞争性吸附，从而加速位点饱和并缩短接触时间，进而降低转化效率。300°C的热处理显著提升了催化剂表面活性，稳定性测试显示其在连续运行2.5小时后仍能保持超过60%的转化效率。AgNPs–GO在低温下的优异活性、耐用性及再生潜力使其成为一种适用于挥发性有机化合物（VOC）减排和工作场所空气净化的高效环保催化剂。