Page 193 - 化工产品与设备安全管理研究

第七章 精细化工工艺技术管理与煤气净化设备运行维护分析

性还有待提高。
（二）钴基复合氧化物
Co-Mn 复合氧化物也是研究的重点，2012 年，Shi 等首次利用 Co-Mn 氧化

物作为氧化 HCHO 的催化剂，在 GHSV 为 60 000 h-1、RH 为 50% 的条件下，
CoMn（3/1）-CP 在 75 ℃可将 HCHO 完全转化。其优异的催化性能源于 Mn 进
入 Co3O4 晶格中形成 MnxCo3-xO4 固溶体产生大量表面活性氧基团。与上述传
统工艺制备的 Co-Mn 氧化物不同，Wang 等采用纳米铸造工艺合成的 3D 有序介

孔 Co-Mn 氧化物（3D-CoMn-HT）具有独特的储存 - 氧化 - 再生循环性和耐湿性，
储存容量为 0.8 mmol/g，在 70 ℃甲醛的转化率达 100%，即使在 RH=90%、空速
GHSV=160 000 mL/g·h 的条件下仍可保持高反应活性，主要得益于 3D-CoMn-

HT 催化剂较大的比表面积和有序的介孔结构。Co、Mn 和 Ce 等过渡金属具有相
近的理化性质，形成复合物后活性组分之间的协同作用可大幅度提高催化性能。
Lu 等采用柠檬酸溶胶 - 凝胶法制备的 Co3O4-CeO2 催化剂相较与纯 Co3O4 和
CeO2 得出：CeO2 加入到 Co3O4 后活性组分高度分散，比表面积由 15.6 m2/g 增
加至 75.6 m2/g，二者的协同作用增强了 Co3O4-CeO2 催化剂的氧化还原性。n（Co/

Co+Ce）为 0.95 时 Co3O4-CeO2 催化剂在 80 ℃可将 100 mg/L HCHO 完全转化。
三金属催化剂可进一步提升催化效果，成为近期研究的热点之一。Wu 等考察了
三金属 MnCo3MOx（M=Ce，La，Pr）对甲醛的去除效率，当 Mn/Co/Ce 的摩尔

比为 1/3/7 时，室温下可将甲醛全部转化。分析认为，Ce 进入 MnCo3Ox 中形成
稳定的固溶体增加了 MnOx-Co3O4-CeO2 的比表面积，更多氧活性位点在表面暴
露，有利于甲醛的氧化反应。由此可见，钴基复合氧化物在催化氧化甲醛反应中
表现出优异的催化活性，但需要指出的是，催化剂的构效关系十分复杂，目前钴
基复合氧化物的反应机理尚不明确，需对此进行研究。另外，三金属催化剂为合

理设计低温甚至室温下消除甲醛的催化剂提供了新选择，具有良好的应用前景。
（三） MOFs 衍生物催化剂
金属有机框架（MOFs），又称多孔配位聚合物（PCPs），是由无机金属离

子或金属团簇和有机配体通过配位键连接而成的一种新型有序固体材料，具有特
殊的晶体性质、超大的比表面积及可调控的结构，在各个领域应用广泛。
MOFs 作为前驱体通过热分解转化的 MOFs 衍生物材料具有优异的催化活
性。Liu 等通过原位热解 Mn-Ce-MOFs 前驱体得到一系列不同摩尔比的 MnOx-

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