铂基复合载体催化剂的制备及其对低浓度甲醛的高效催化氧化性能研究

本文系统研究了Pt/Ti-Mn复合载体催化剂的制备及其甲醛（HCHO）催化氧化性能。通过燃烧法制备不同Mn掺杂量的0.1Pt/Ti-Mn催化剂，发现50% Mn掺杂时催化剂表面氧空位浓度和活性氧物种数量达到最优，在50℃即可实现7 mg·m-3甲醛完全转化。研究揭示了Mn-Ti相互作用对催化剂理化性质（BET比表面积、O2-TPD活性氧）的调控机制，为室内空气净化提供了高效解决方案。

　　

Highlight

本研究通过燃烧法（combustion method）制备了系列Mn掺杂的Pt/Ti-Mn催化剂，发现当Mn掺杂量达50%时，0.1Pt/5Ti-5Mn催化剂展现出"三高"特性：高浓度氧空位、高活性氧物种数量、高低温催化活性。这种"魔法比例"使甲醛在50℃就能被完全转化为无害的CO₂和H₂O，就像给甲醛分子安装了"特快列车"直达分解终点站。

Microstructure of catalysts

电镜观察发现，随着Mn含量增加，催化剂从"小颗粒集合体"逐渐演变为"蜂窝状多孔结构"。当Mn达50%时，材料像被施了膨胀魔法——比表面积暴增，孔道分布均匀，为甲醛分子搭建了四通八达的"高速公路网"。XPS分析显示，此时Mn³⁺/Mn⁴⁺氧化还原对与Ti⁴⁺形成"电子跷跷板"，源源不断产生活性氧物种，成为催化反应的"能量加油站"。

Conclusion

研究破解了Mn掺杂的"黄金法则"：50%掺杂量时，Mn-Ti相互作用达到微妙平衡，既不会因过量堵塞孔道（像塞住催化剂的鼻孔），又能最大化氧空位浓度。这种"刚刚好"的设计理念，为开发室温甲醛净化材料提供了新范式，让未来家居可以像配备"空气净化器"般轻松解决甲醛污染难题。