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Spinel (Mn, Fe)3O4 Nanocatalyst for the Catalytic Ozone Decomposition under Humid Conditions

尖晶石 催化作用 分解 臭氧 材料科学 无机化学 环境化学 环境科学 化学工程 化学 冶金 有机化学 工程类
作者
Yitong Fu,Lei Zhong,Zhuxu Li,Hongyang Jin,Xinqi Liu,Wenpeng Tong,Xiaotong Li,Songjian Zhao
出处
期刊:ACS applied nano materials [American Chemical Society]
卷期号:7 (7): 7111-7121 被引量:6
标识
DOI:10.1021/acsanm.3c06173
摘要

The development of ozone-decomposition catalysts with high efficiency and exceptional resistance to humidity is a significant challenge, as ozone is a primary air pollutant. This study successfully synthesized a series of MnxFe3–xO4 catalysts with varying crystal structures by adjusting the Mn/Fe molar ratios through a coprecipitation method with inorganic salt precursors. Compared to crystalline Mn3O4 and Fe2O3, the obtained amorphous MnFe2O4(MnFe-1) nanocatalyst exhibited an optimal ozone conversion rate of 99.9% for 50 ppm O3 with a space velocity (SV) of 600 L g–1 h–1 in dry gas and 77.4% for 50 ppm O3 with a SV of 600 L g–1 h–1 under a relative humidity (RH) of 60%. The superior performance of the amorphous sample can be attributed not only to its smaller size and larger surface area but also to the presence of Mn3+ as the active site, a higher number of oxygen vacancies and acid sites, and the synergistic effect between iron and manganese. This research offers a universally applicable preparation method for nanosized spinel oxides and provides an in-depth exploration of the ozone-decomposition mechanism.
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