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邢卫红教授团队在用于空气净化催化膜的研究取得进展
《中国化学工程学报》 陈嘉豪 / 时间:2019-08-06 10:59:54

  据中国化学工程学报微信公众平台2019年7月22日讯 催化膜是一种将催化和分离相结合的新型膜分离技术,在甲醛、甲苯、氮氧化物等气体净化领域具有重要的应用前景。催化膜通过膜层截留并去除固体颗粒,残余的气体污染物经催化反应降解为清洁气体,实现绿色排放。南京工业大学陈嘉豪、仲兆祥、夏永生、柯学斌、邢卫红等人《用于空气净化的催化膜的研究进展(Recent Developments on Catalytic Membrane for Gas Cleaning)》一文从催化膜的制备及其在气体净化中的应用两个方面综述了催化膜的研究进展。催化膜根据基质材料的不同可分为有机催化膜和无机催化膜。用于低温操作的有机催化膜(低于300℃)是通过在聚合物膜上包覆、接枝或原位生长催化剂来修饰聚合物或将催化组分掺杂到聚合物中制备而成。无机催化膜的使用温度较高(通常高于500℃),催化剂和无机膜可以通过化学(物理)气相沉积和湿化学沉积等常规沉积方法进行集成。浸渍法也是制备无机催化膜的常用方法。本文重点先容了催化膜在净化室内空气和工业废气中的甲醛、甲苯、氮氧化物以及PM2.5的应用进展。最后从材料制备和工艺优化两方面展望了催化膜的未来发展。


邢卫红教授团队在用于空气净化催化膜的研究取得进展

催化膜降解有害气体示意图


  由于催化剂与载体结合时,通量不可避免地会下降,因此需要开发新的方法来克服膜通量的问题。例如,通过制备单原子催化剂,然后将其与膜材料结合,从而最大限度地提高催化剂的效率并减少通量损失。同时,二氧化硫中毒是氮氧化物处理过程中的一个棘手问题,研究提高催化剂抗中毒能力的新策略具有重要意义。由于将催化和膜分离结合,不再需要独立的单元操作进行除尘和催化,设备和运行成本得到了很大的节省。另外,由于膜截留粉尘,催化剂可避免因粉尘堵塞微孔引起的中毒,从而有效的延长操作时间,提高经济效益。从这两方面看,催化膜可以节省设备和处理成本,具有很大的实施潜力。在未来,具有催化活性的催化膜将可以实现经济效益最大化(提高目标产品的转化率和生产率、提高热稳定性、降低操作温度等),这也是膜分离技术未来的发展趋势。原子层沉积(ALD)是一种新技术,它能赋予膜材料自身不具备的功能。此外,静电纺丝也可以广泛应用于制造多功能膜材料。制备低成本、高效率的功能性催化膜是今后的研究热点。


邢卫红教授团队在用于空气净化催化膜的研究取得进展


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