1. 研究目的与意义（文献综述）

人类社会在进入信息时代以后，人们的生活水平和居住条件日益提高，但是与此同时，室内空气质量却在不断恶化，空气中污染物的种类和数量都在不断地增长。而在这些室内空气污染物中，甲醛因其来源广泛且影响长久，在室内环境中的危害程度较之其他室内有机污染物，显得更为突出，故引起人们的广泛重视。因此，如何快速有效地除去室内空气中的甲醛成为了人们关注的焦点。

现今用于除去甲醛的常见方法有以下几种：一.通过通风法、二.活性炭吸附法、三.植物吸收法、四.化学氧化法。而在这几种方法中通风法和植物吸收法去除甲醛速度慢^[1]；活性炭吸附法除甲醛，其吸附剂会在一段时间后效果变差甚至完全失效，需要定期更换，这大大增加了成本。在化学氧化法除甲醛的几种途径中，光催化法速度慢且需要外部光源。催化燃烧法去除甲醛虽然高效，但必须在80℃以上该反应才能快速进行，这不仅需要额外的加热设施，而且也增大了能耗和技术难度，从而很大程度上限制了使用场所。相比于上述的几种甲醛去除方法，室温甲醛催化氧化法可以在温和条件下将甲醛气体彻底氧化为无毒无害的二氧化碳（co₂）和水，因而受到了广泛的关注。该方法不仅可以在室内条件下进行，而且无需其他外部设备辅助，被认为是未来最有潜力的甲醛净化方法。而在室温甲醛催化剂中，负载型贵金属催化剂是其中甲醛氧化效率最高的催化剂^[2-9]。

在负载型贵金属催化剂中最为常见的主要是铂、钯和金等。而在这些贵金属中，纳米铂催化剂显示了最高的甲醛催化性能。负载型贵金属的活性除与金属种类有关，也与贵金属的分散度、氧化态、金属-载体相互作用等因素有着密切的关系^[10-12]。黄海保研究组以纳米氧化钛作为催化剂载体，采取硼氢化钠液相还原法制备了纳米铂催化剂并用于室温下的甲醛氧化分解。甲醛能够被纳米铂催化剂完全转化为无毒无害的co₂^[13]。而且，研究发现，当铂负载量为0.5 %时，该催化剂的氧化性能最高，其甲醛除去率可高达98.2%^[14]。其成果极大地推动了大比表面积的铂负载室温甲醛催化剂的进一步研究。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

材料制备：以乙酸钴（co(ch₃coo)₂）和乙酸锰（mn(ch₃coo)₂）为金属前体物，通过一步水热法制备具有分等级结构的co_xmn_3-xo₄微球；通过控制反应物浓度来制备一系列具有不同co/mn原子比的co_xmn_3-xo₄微球；用浸渍法和硼氢化钠还原法将铂纳米颗粒负载于所制备的co_xmn_3-xo₄微球上。

材料表征：通过x射线衍射（xrd）对所制备的样品进行相结构分析；利用扫描电镜（sem）和透射电镜（tem）对样品的微观结构进行观测；通过氮气吸附脱附等温线来测定样品的比表面积并分析其孔分布情况；利用x射线光电子能谱仪（xps）分析样品表面的化学组成和化学状态；利用氢气程控升温还原（h₂-tpr）对样品表面的反应活性；利用原位红外光谱（in situ drifts）来分析甲醛在催化剂表面氧化反应的机理。

3. 研究计划与安排

第1–3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4–7周：按照设计方案，制备分等级结构co_xmn_3-xo₄微球以及负载型铂催化剂。

第8–11周：采用xrd、sem、xps、氮气吸附脱附等测试技术对材料的物相、显微结构、表面化学态、孔结构等性质，以及室温甲醛分解性能进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 谢文娟，王洁，孙珮石，邹平. 高效降解甲醛菌株的分离鉴定及其特性. 《微生物学通报》 2011,11:0253-2654

[2] c.b. zhang, h. he, k. tanaka, catalytic performance and mechanism of a pt/tio₂ catalyst for the oxidation of formaldehyde at room temperature, appl. catal. b-environ., 65 (2006) 37-43.

[3] h.b. huang, d.y.c. leung, complete oxidation of formaldehyde at room temperature using tio₂ supported metallic pd nanoparticles, acs catal., 1 (2011) 348-354.