【久巨充磁行業新聞】LaCoO3 鈣鈦礦的合成與甲醛廢水催化降解性能來源：X-MOL作者：久巨充磁行業新聞瀏覽數:10次
甲醛（HCHO）作為一種常見的水溶性有毒污染物，廣泛來源于工業排放、室內裝修及生活用品釋放等，其具有強致癌性和生物毒性，不僅會嚴重威脅人體呼吸系統與免疫系統健康，還會破壞水體生態平衡，因此高效去除環境水中的甲醛對保障人類健康和維系生態系統穩定至關重要。目前，甲醛降解技術主要包括吸附法、生物降解法和催化氧化法等，其中催化氧化法因降解徹底、無二次污染等優勢成為研究熱點。
鈣鈦礦型氧化物（ABO?）因具有獨特的晶體結構、優異的電子傳導性和穩定的催化性能，在多相催化領域（如CO氧化、VOCs降解等）已取得顯著進展。鑭鈷氧化物（LaCoO?）作為典型的鈣鈦礦型材料，其活性組分Co的價態可調控性賦予其潛在的氧化催化能力，然而目前將LaCoO?應用于水中甲醛降解的研究尚較為匱乏，其催化活性調控機制與反應路徑仍不明確。 基于此，本研究通過溶膠-凝膠法制備了不同La/Co摩爾比的鈣鈦礦型LaCoO?催化劑，系統探究其在室溫條件下對水中甲醛的催化降解性能，并結合表征手段與自由基猝滅實驗揭示其催化機理。催化性能測試結果表明，所制備的LaCoO?催化劑展現出優異的甲醛降解活性，與傳統非均相催化劑（如過渡金屬氧化物、貴金屬負載型催化劑等）相比，甲醛完全降解時間從119 min縮短至10 min，降解效率提升12倍。其中，當La/Co摩爾比為1:1時，催化劑的降解活性**，在室溫下反應10 min即可實現水中甲醛的完全去除，且重復使用3次后降解率仍保持在95%以上，表現出良好的穩定性。 為闡明催化活性差異的內在原因，通過X射線光電子能譜（XPS）對不同La/Co摩爾比催化劑的表面電子態進行分析，結果顯示：隨著La/Co摩爾比的升高，催化劑表面Co2?的相對含量逐漸降低，而Co3?含量相應增加。結合催化性能數據可知，催化劑的甲醛降解活性與Co2?含量呈正相關關系，表明Co2?是驅動甲醛氧化降解的關鍵活性位點，其通過價態循環（Co2?/Co3?）參與氧化還原反應，加速活性物種的生成。
為明確反應過程中的主要活性物種，進一步開展自由基猝滅實驗，分別向反應體系中加入硫酸根自由基（SO?·?）猝滅劑（無水乙醇）和羥基自由基（·OH）猝滅劑（叔丁醇）。實驗結果表明，兩種猝滅劑的加入均顯著抑制了甲醛的降解效率，其中加入無水乙醇后降解率下降68%，加入叔丁醇后降解率下降52%，證實SO?·?和·OH是降解甲醛的主要活性物種。基于上述結果，本研究提出LaCoO?催化降解甲醛的反應機制為非均相類芬頓氧化反應：催化劑表面的Co2?與體系中的氧化劑（如溶解氧、過氧化氫等）反應生成SO?·?和·OH，進而通過強氧化作用將甲醛氧化分解為CO?和H?O。 本研究首次證實了鈣鈦礦型LaCoO?在水中甲醛降解領域的應用潛力，明確了La/Co摩爾比對催化活性的調控機制，揭示了非均相類芬頓氧化的反應路徑，為開發高效、穩定的室溫甲醛降解催化劑提供了理論依據與技術參考。
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