银掺杂金属氧化物/MOF异质结的介体辅助杂化阶梯式（MAH-S）电荷构型实现气态甲醛光催化矿化

《Journal of Hazardous Materials》：Photocatalytic mineralization of gaseous formaldehyde over silver -doped metal oxide/MOF heterostructure with a mediator-assisted hybridized step (MAH-S)-scheme charge configuration

本研究开发了一种新型介体辅助杂化阶梯式（MAH-S）光催化过滤器（AWM-x），通过银（Ag）介导的等离子体效应和阶梯式（S-scheme）电荷分离机制，显著提升了甲醛（FA）的光催化氧化（PCO）矿化效率。该异质结结合了Ag掺杂WO3（AW）与NH2-MIL-125（M）MOF的优势，在低功率UV-LED下实现100%的FA去除，并展现出高量子产率（0.238%）和完整的矿化路径（生成CO2），为室内空气净化提供了高效可持续的解决方案。

　　

实验方法

本研究通过超声浸涂法将AWM-x光催化剂负载到多孔三维蜂窝（3D HC）陶瓷载体上，制备了一系列光催化空气过滤器（PAF）。借助便携式空气净化器（AP）系统，在17升模拟室内舱中，评估了所设计的AWM-x过滤器在黑暗和1瓦UV LED光照下对甲醛（FA）蒸气（1-5 ppm）的光催化去除效果。

物相组成与结晶度

制备的催化剂（WO₃、NH₂-MIL-125、AW-n和AWM-x）的XRD图谱如图1(a-b)所示。图1(a)中，NH₂-MIL-125的XRD图谱在2θ为6.8°（101）、9.7°（200）、11.6°（221）、15.0°（310）、16.6°（222）和17.9°（312）处显示出多个衍射峰，与钛基MOFs（CCDC: 751157）的标准卡片一致。AW-10催化剂也显示出其组分的衍射峰：WO₃的斜方晶系晶体结构[2θ为23.1°（001）、23.7°（020）、24.1°...]。

结论

为改善室内空气质量，本研究专注于创造和优化一种新型光催化空气过滤器。该过滤器名为AWM-x，是一种由Ag-WO₃和NH₂-MIL-125构成的新型MAH-S型异质结。研究调查了过滤器成分和环境条件对其性能的影响。使用便携式空气净化器，研究了AWM-x过滤器在干燥和加湿空气中对FA蒸气的光催化氧化（PCO）性能。结果表明...