Ni掺杂Co3O4/辉沸石复合纤维毡的光热协同催化降解室内甲醛：高效节能的空气净化新策略

本文推荐一种基于Ni掺杂Co3O4/辉沸石（Ni-Co-AS）的光热协同催化体系，通过一步煅烧法实现ZIF-67衍生物原位自组装与Ni离子掺杂，显著提升甲醛（HCHO）降解效率（3小时去除率93.04%，矿化率88.60%）。其复合纤维毡（Ni-Co-AS/F）在低温（120℃）和光照下展现协同催化效应，为室内空气污染控制提供高效可持续解决方案。

　　

Highlight

本研究通过一步煅烧法同步实现ZIF-67衍生物在辉沸石表面的原位自组装与Ni离子掺杂至Co₃O₄晶格，构建的Ni-Co-AS复合材料在纯光驱动下即可高效降解甲醛（HCHO），3小时内去除率和矿化率分别达93.04%和88.60%。

材料与结构分析

扫描电镜（SEM）显示（图3a-b），Ni-Co-AS中Ni元素均匀分散，较既往Co-AS显著改善团聚现象。这种优化分散提升了活性位点利用率，使材料在光热催化中表现出更优的量子传输效率。

催化机制

热催化是Ni-Co-AS/F降解HCHO的主导机制。与纯热催化（180℃）相比，光照可将反应温度降至120℃并发挥共催化作用。复合纤维毡因更佳分散性使矿化率进一步提升至91.66%。

动态性能

在HCHO降解适宜条件（温度35±0.5℃、湿度45±3%）下，Ni-Co-AS/F表现出优异的长期催化稳定性，为室内空气净化提供实际应用潜力。

Conclusion

Ni-Co-AS/F-0.5g纤维毡的光热催化反应速率常数为未掺杂样品的1.42倍，其低温高效特性（矿化率91.66%）和动态环境适应性，标志着空气污染控制材料的重大进展。