超声调控单/多层金属相二硫化钼膜用于一价阳离子分离的创新研究

本文创新性地采用一步煅烧法在辉沸石表面原位自组装ZIF-67衍生物并同步实现Ni离子掺杂Co3O4晶格，构建的Ni-Co-AS/F复合纤维毡在光热协同催化降解甲醛（HCHO）中展现卓越性能：93.04%去除率与91.66%矿化率，其量子传输效率提升和双金属协同效应为室内空气净化提供了高效可持续解决方案。

　　

亮点

• Ni掺杂显著提升Co₃O₄/辉沸石（Ni-Co-AS）的光热协同催化活性

• 复合纤维毡（Ni-Co-AS/F）实现低温（120℃）高效矿化HCHO

• 动态实验中保持稳定性能（35±0.5℃/45±3%湿度）

材料与结构解析

通过SEM观测发现（图3a-b），Ni-Co-AS复合材料中Ni元素均匀分散，较既往Co-AS样品团聚现象显著改善。这种"金属原子级分散"特性大幅提升活性位点利用率，使材料在HCHO光热催化降解中呈现"低温高效"特征——在仅光照条件下即可实现93.04%的HCHO去除率，反应速率常数达未掺杂样品的1.42倍。

作用机制

实验证实热催化是Ni-Co-AS/F降解HCHO的主导机制，但光照的引入产生"双引擎驱动"效应：

1）将纯热催化所需温度从180℃降至120℃

2）通过增强量子传输效率使矿化率提升至91.66%

这种"光-热协同放大"效应源于Ni掺杂诱导的晶格缺陷，这些缺陷位点成为活性氧物种的"微型反应器"。

结论

本研究设计的Ni-Co-AS/F-0.5g复合纤维毡如同"分子筛捕手"，在模拟室内环境条件下展现出持续高效的HCHO净化能力。其创新之处在于：

1）利用辉沸石的纳米限域效应构建"多级孔道反应器"

2）通过Ni-Co双金属协同实现"能障突破"

该成果为发展"自清洁建筑"材料提供了新范式。