人们大部分时间都是在室内度过，因此，人类健康与室内环境质量密切相关。甲醛（HCHO）是室内主要的污染物之一，释放时间长达3-15年。长期接触甲醛会引起一系列病症，如：头痛、咽炎、肺气肿、甚至癌症。因此，开发高效的净化室内甲醛技术，为人们创造健康的居住环境具有重要意义。

    贺泓研究组长期从事室温催化降解甲醛的研究，发现表面羟基在甲醛氧化反应过程中具有重要作用。众所周知，氧空位是活化水产生表面羟基的重要活性位点，而高温还原是产生氧空位的手段之一。因此，贺泓课题组系统研究了高温还原对Pd/TiO₂催化剂室温氧化甲醛的影响。结果证明，高温还原可以显著提高Pd/TiO₂在室温氧化HCHO的能力。表征结果表明，高温还原能诱导更强的金属载体相互作用，有利于活化O₂和H₂O，产生高活性的氧和羟基物种，可将甲酸盐直接转化为CO₂和H₂O。有趣的是，高温处理通常会引起贵金属烧结团聚，然而该研究发现高温并未引起Pd颗粒团聚反而促进了Pd的分散，可能是因为高温还原导致TiO₂表面产生氧缺陷并提升Pd纳米颗粒的流动性，Pd粒子在扩散过程中被载体的氧缺陷捕获。

    该成果分别发表在国际期刊Applied Catalysis B: Environmental（IF=16.683）和Topics in Catalysts（IF=2.406）上，李要彬助理研究员为第一作者，贺泓研究员为通讯作者。

    该研究得到了国家自然科学基金和福建省自然科学基金资助。

图1 Pd/TiO₂-300R和Pd/TiO₂-450R催化氧化HCHO的机理

图2粒径分布(a) Pd/TiO2-300R and (b) Pd/TiO2-450R.

    基于以上研究成果，为了进一步从多角度深入刨析表面缺陷对Pd/TiO₂催化剂Pd颗粒分散度的影响以及室温氧化甲醛的构效关系。课题组通过对载体前处理，在TiO₂表面构建Ti₃⁺缺陷，在制备过程中利用缺陷锚定Pd离子，从而制备高分散的Pd/TiO₂催化剂。表征结果表明，高温还原后TiO₂表面产生Ti₃+缺陷，进而增强金属-载体相互作用稳定Pd粒子。随着Pd分散度增加，氢溢流作用增强，Pd/TiO₂催化剂表面出现了更多的氧空位，在Pd与氧空位的协同作用下进一步增加了Pd纳米颗粒周围的电子云密度。Pd活性位点和氧空位位点的活性均得到极大提升。因此，催化剂表面活性氧物种增多，对HCHO催化性能提升。该研究成果发表在国际期刊Applied Catalysis B: Environmental（IF=16.683）上，博士生王春颖为第一作者，贺泓研究员和李要彬助理研究员为共同通讯。该研究得到了国家自然科学基金和福建省自然科学基金资助。

图3 Pd/TiO₂-X催化氧化HCHO的活性和Pd颗粒分布的示意图

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