催化揮發(fā)性有害物質(zhì)用納米氧化銅

 納米氧化銅UG-Cu01對一氧化碳、乙醇、乙酸乙酯等揮發(fā)性物質(zhì)的完全氧化起到催化作用。揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)包括以氣態(tài)形式存在于空氣中的各種有機(jī)化合物，它與人類的生存環(huán)境和人身健康密切相關(guān)，如臭氣、毒氣以及大氣中的臭氧等環(huán)境問題都與VOCs排放有關(guān)。它們主要來自汽車和使用有機(jī)溶劑、涂料、燃料的加工業(yè)，如CO是汽車尾氣的主要成分之一，而乙醇和乙酸乙酯的混合物則是印刷廠排放的主要廢氣之一。因此為了凈化環(huán)境， VOCs的排放受到嚴(yán)格限制。而減少這些排放物的有效方法之一就是催化將其完全氧化。Larsson P.O.等的研究發(fā)現(xiàn)CuO/TiO₂對CO， C₂H₅OH， CH₃COOC₂H₅等的完全氧化具有良好的催化作用，特別是摻雜Ce的CuO/TiO₂，其催化性能更強(qiáng)，它不僅能增強(qiáng)CuO的催化活性，而且能穩(wěn)定載體TiO₂的表面積。

CO是汽車尾氣的主要成分之一，CuO作為一種非貴金屬催化劑具有相當(dāng)高的催化活性，王月娟等對ZrO₂負(fù)載的幾種過渡金屬氧化物的結(jié)構(gòu)和催化性能的研究表明，催化劑的氧化-還原性能隨載體上負(fù)載的過渡金屬氧化物的不同而不同，CuOx在CO的氧化過程中具有高活性。而CeO₂是較好的助催化劑。

添加納米氧化銅UG-Cu01的Zr-Ce-O類復(fù)合氧化物催化劑對一氧化碳的氧化反應(yīng)催化性能和結(jié)構(gòu)的影響得出，氧化銅與鈰鋯氧化物存在著較強(qiáng)的相互作用，不僅提高了氧化銅和氧化鋯的還原性，也提高了催化劑對一氧化碳的氧化活性。

納米氧化銅UG-Cu01用于對甲醇的催化氧化發(fā)現(xiàn)：在溫度達(dá)到210℃時(shí)，納米CuO相對于普通CuO表現(xiàn)出很高的催化活性，這樣高的活性是由于其表面積是普通CuO的100倍。

采用化學(xué)氣相沉積法制備Cu₂O-CuO和CuO納米薄膜(厚度約250 nm)，發(fā)現(xiàn)其在低溫下對環(huán)己胺的氧化具有很高的催化活性和選擇性。

NO危害大、污染范圍廣、消除難。多年來，人們一直在尋找一種脫NO催化劑，用催化還原的方法消除NO。從熱力學(xué)上分析NO是不穩(wěn)定的，其分解反應(yīng)的活化能較高。因此，采用催化分解的方法消除NO是一種較便利而又可行的手段。早在80年代Iwamato等就發(fā)現(xiàn)了CuO-ZSM5對NO分解有很高的活性并報(bào)道了在此催化劑上碳?xì)浠�合物能選擇性地還原NO。近年來，研究者選擇不同的載體和不同的碳?xì)浠�合物，在催化NO分解方面做出了不少有價(jià)值的工作。其中載體包括常用的CeO₂， A1₂O₃，碳?xì)浠�合物有C₃H₆，CO等。

近年來，半導(dǎo)體多相催化作為一項(xiàng)新的污染治理技術(shù)，日益受到重視。納米TiO₂是一種性能良好的光催化材料，在紫外光照射下可有效的降解水體中的污染物。然而，由于TiO₂的帶隙較寬(約3.2ev)，吸收閾值光波長小于400nm，對太陽光的利用率不高，材料表面的光生電子和光生空穴易復(fù)合等問題，影響了TiO₂多相光催化反應(yīng)產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。艾仕云等采用摻雜納米CuO對TiO₂催化劑進(jìn)行修飾，結(jié)果表明，由于Cu離子摻雜后提高了TiO₂對氧的吸附能力，減少了納米粒子表面電子與空穴的復(fù)合，從而加速了光降解反應(yīng)。

張守民等]研究了CuO和Cr的摻雜條件下，TiO2對對硝基苯胺的降解過程。結(jié)果表明通過超聲制備的Cu-Cr-Ti復(fù)合氧化物具有良好的光催化性能，活性高于純銳鈦礦TiO2。

因此CuO雖然本身不具有光催化活性，但是摻雜在TiO₂，ZnO這些主催化劑中，能夠使光生電子的壽命增長，大大提高光催化活性。