在芳纶纸上制备性能优异的MnO?-CeO?催化剂，以实现高效的室温甲醛氧化反应

《Inorganic Chemistry Communications》：Construction of robust MnO 2-CeO 2 catalysts on aramid paper for efficient room-temperature formaldehyde oxidation

本研究采用芳香族纸为载体，通过原位生长策略制备了MnO?-CeO?催化剂，优化了甲醛低温催化氧化性能。催化剂具有均匀的活性组分负载、坚固的界面结合以及丰富的晶界和分级介孔结构，促进缺陷形成与质量传输，显著提升催化效率。

　　

叶晨鑫|陈旭伟|杨浩|马颖|叶建山

华南理工大学化学与化工学院燃料电池技术广东省重点实验室，中国广州510641

章节摘要

催化剂的制备

通过原位生长策略制备了这些催化剂，该策略利用芳纶纸的分子结构来构建一个坚固的催化剂载体界面。如图1所示，将芳纶纸（AP）浸渍在含有KMnO₄和葡萄糖的溶液中，并加入预先水热合成的铈前驱体（详细步骤见S1.2节）。随后在300°C下进行煅烧，促使分解和结晶过程同时发生，从而实现了催化剂的直接生长。

形态分析

利用宏观成像和电子显微镜系统地研究了催化剂系列的形态演变。从宏观上看（见图S1），样品的颜色从轻微发黄的AP-None逐渐变为严重变黑且起皱的AP-Mn；而AP-Mn-Ce仅表现出适度的颜色加深，并且卷曲现象得到抑制，这表明铈前驱体在合成过程中对氧化损伤具有保护作用。同时，扫描电子显微镜（SEM）图像也进一步验证了这一结果。

结论

总之，本研究创新性地使用了柔性芳纶纸（AP）作为室温下HCHO氧化反应的催化剂载体。通过浸渍-煅烧工艺，MnO₂-CeO₂活性相原位生长在芳纶纸上，形成了活性组分分布均匀且界面结合力强的AP-Mn-Ce复合材料。该催化剂具有丰富的晶界和层次化的介孔结构，分别有利于缺陷的形成和传质过程的优化。

CRediT作者贡献声明

叶晨鑫：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、数据可视化、方法学研究、概念构建。陈旭伟：撰写——审稿与编辑、形式分析、概念构建。杨浩：撰写——审稿与编辑。马颖：项目监督、项目管理、资金申请。叶建山：项目监督、资源协调、项目管理、资金申请。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了广东省科技计划（项目编号：2024A1515011310、2023A1515011361、2020A1515010957）和中国国家自然科学基金（项目编号：21974052、21875070）的支持。

叶建山于1999年获得香港科技大学博士学位，目前担任华南理工大学化学与化工学院教授。他长期从事电化学领域的基础研究和应用开发工作，主要研究方向包括：化学和生物传感器的设计、微生物燃料电池在废水处理和发电中的集成应用等。