L'oxydation catalytique à température ambiante est une approche efficace pour convertir le formaldéhyde (HCHO) en CO inoffensif 2 en utilisant des espèces réactives de l'oxygène (ROS) à la surface de nanocatalyseurs de métaux nobles.

Cependant, le coût élevé des métaux nobles empêche l'application à grande échelle de la purification de HCHO à l'intérieur. En outre, la conversion catalytique à température ambiante du HCHO par rapport aux oxydes de métaux de transition conventionnels est limitée par leur capacité limitée à générer des ROS.

Une étude dirigée par le professeur Huang Yu de l'Institut de l'environnement terrestre de l'Académie chinoise des sciences a fourni de nouvelles informations sur la purification du HCHO à l'intérieur à l'aide de nanocatalyseurs de métaux de transition avec une efficacité similaire à celle des métaux nobles.

Les chercheurs ont déjà signalé les nanoparticules de Co encapsulées dans du carbone dopé à l'azote avec 85 % d'efficacité d'élimination du HCHO à température ambiante. Cependant, l'effet de taille de la particule de Co sur l'oxydation du HCHO, et l'interaction entre le noyau de Co et la couche de carbone, et sa promotion àNO 2 l'adsorption et l'activation sont restées incertaines.

Dans cette étude, ils ont préparé une série de nanocatalyseurs de Co métallique enrobé de carbone dopé N (Co@NC-x) pour explorer l'effet de la taille des particules de Co sur l'oxydation du HCHO.

Les nanoparticules de Co de petite taille et très dispersées ont été formées dans [email protected], qui présentait une efficacité d'élimination du HCHO supérieure à 90 % et possédait l'activité catalytique spécifique la plus élevée, impliquant l'importance vitale de la taille de la particule de Co confinée dans le carbone pour sa réactivité.

La taille optimale des particules de Co a conféré le transfert efficace des électrons du noyau métallique à la surface extérieure du carbone, et conduisant ainsi à l'activation améliorée de l'oxygène. Les calculs de la théorie fonctionnelle de la densité ont démontré un transfert de charge évident se produisant du noyau métallique de Co à la couche de carbone.

De plus, la longueur de la liaison O-O était allongée. Ces résultats ont révélé que la structure spéciale Co@NC pouvait fournir une surface de carbone riche en électrons, faciliterNON 2 l'activation et la conversion HCHO.

La taille optimisée des nanoparticules de Co et la structure spéciale metal@NC ont permis une utilisation optimale des espèces actives et une activation efficace de l'oxygène.