α-Ni(OH)2表面羟基协同Ni3+位点催化氧化甲醛机理研究

TB34; 室内甲醛污染已成为影响人类生命健康的重要问题之一.以氧气为氧化剂的催化氧化甲醛技术以其条件温和、无毒副产物等优势而受到广泛关注,但是开发经济高效的催化材料仍然面临巨大的挑战.本工作通过一步水热法制备了α-Ni(OH)2,并研究了其催化氧化甲醛机理.测试结果表明,以水为溶剂、硝酸镍为镍源制备的α-Ni(OH)2在室温下催化氧化甲醛效率最高,达到 71.2%.原位红外和理论计算分析发现,由于 α-Ni(OH)2 表面丰富的羟基官能团,吸附的甲醛与 α-Ni(OH)2 表面羟基之间存在强烈的相互作用,增强了对甲醛的活化,在无氧气条件下实现了甲醛氧化.另一方面,不同条件处理的α-Ni(OH)2 的XPS分析证实了催化氧化甲醛的活性位点为Ni3+,且氧气可加速 Ni3+活性位点的回复.α-Ni(OH)2 表面羟基协同活性位点 Ni3+促进了甲醛的催化氧化,这与传统氧气解离为速控步的甲醛氧化反应路径明显不同.本研究提出了表面羟基协同活性位点促进甲醛氧化的反应机理,为催化氧化甲醛技术的实际应用提供了理论基础.