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尖晶石型催化劑的制備及在氣態污染物凈化中的應用綜述
關鍵詞：尖晶石型催化劑 空間結構 合成機制 催化凈化 氣態污染物
摘要：催化凈化法是氣態污染物凈化的主要技術之一,在改善和優化人類的生存環境質量方面發揮了至關重要的作用。隨著科研人員不斷深入的研究,開發高比表面積、高效率、短反應物/產物擴散途徑以及低能耗的催化材料是目前催化技術領域的研究重點。按催化材料成分分類,一般催化劑可分為過渡金屬催化劑、金屬氧化物催化劑、硫化物催化劑、固體酸催化劑等。傳統金屬氧化物催化劑受本身固有結構、活性氧物種及暴露活性位點較少等物理化學性質的限制,難以突破可調控性較差、催化效率較低的瓶頸。研究表明,由特殊的四面體和八面體結構相間組成的尖晶石型金屬氧化物因具備結構、組分、物相、價態、形貌和缺陷的可調控性,表現出優異的超導性、發光性、催化活性等理化特性,在介電、磁性、發光、催化等功能材料應用領域中占據重要地位,被視為極具研究與應用潛力的一種高效氣態污染物的新型催化凈化材料。在催化劑制備合成方法中,沉淀法、水熱法為常見的制備方法。然而,傳統合成方法已經不能滿足人們對不同形貌、構型、多組分復合催化劑的制備需求。為制備可調控性強、物理化學性質優異的尖晶石型催化劑,導晶沉淀、微波輔助水熱、自組裝法等新型復合制備方法受到人們的廣泛關注。Mn、Co、Fe、Cr等尖晶石型催化劑被應用于氣態污染物的脫除,其中Mn、Co尖晶石型催化劑因自身價態多變、氧化還原能力強而具有較高的催化去除效果及穩定性,從而被人們廣泛研究。本文歸納了尖晶石型催化劑的研究進展,分別對尖晶石型催化劑的空間結構特性、典型制備方法的合成機制等進行介紹,重點分析其在氣態污染物催化凈化方面的發展方向并展望其前景,并對其未來的理論和應用研究給出了建議。
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