从退役的霍克蓄电池和天然矿物构建具有成本效益的催化剂，用于催化VOCs的氧化
挥发性有机化合物（VOCs）对环境和人体健康构成严重威胁。与此同时，新能源汽车市场的快速扩张导致用过锂离子电池（LIB）库存不断增加。本研究提出了一种利用用过三元电池、废弃生物质（Thuja）和天然会晶石（Pal）制备非贵金属催化剂的新型策略，用于催化VOCs氧化。具体来说，草酸和陀柏生物质被用来从用过的锂离子矿的正极材料中浸出有价值金属。随后通过“浸出球磨碎-煅烧”工艺制备了NiCoMnOx/Pal复合催化剂。结果显示，引入Thuja显著提高了金属浸出效率，并诱导催化剂中形成充足的氧空位。这进一步促进了地表活性氧物种的迁移和活化。当锂离子与苯的质量比为0.5：1时，催化剂在284°C（T）下实现了99%的甲苯降解率99).氧空缺的增加导致镍、铄和锰的更低还原态，优化了电子结构，并降低了反应活化能，这一点通过原位漂移分析得到验证。这项工作为挥发性有机物（VOCs）减排提供了具有成本效益的催化剂，提出了低碳经济和循环发展的新战略。
简介
工业化加速和生活水平提升导致挥发性有机物排放增加，加剧了污染问题，并引起了全球关注。此外，VOCs还能在阳光下与氮氧化物相互作用，产生臭氧和雾霾，进一步加剧空气污染（Guo等，2025）。在各种挥发性有机化合物控制技术中，催化氧化技术尤为突出，因其高效且低能耗。该技术通过催化剂将挥发性有机化合物氧化成二氧化碳和水，有效去除挥发性有机化合物，同时最大限度地减少二次污染（Ismail 等，2025）。贵金属催化剂如Pt、Pd和Au，以其高催化活性和长持续时间而闻名。然而，其高成本和烧结易受性极大限制了其大规模应用（Sun 等，2025）。相比之下，非贵金属催化剂，如锰、铁、铀、铜和镍，因其成本低廉、高度稳定且耐毒而备受关注（Li 等，2025a;Li 等，2025b）。
近年来，新能源行业的快速发展导致三元锂离子电池的退役数量激增。这些退役电池富含有价值的金属元素，如锰、钴和镍，这些元素对催化剂至关重要。利用这些电池作为催化剂制备的原材料支持循环经济战略（Marcoccia等，2020;Min 等，2022a）。例如，Min通过先进氧化技术研究了利用从废弃锂电池中提取的二氧化锰来制备VOCs氧化催化剂（Min等，2021）。张博士开发了一种高性能催化剂，源自用过的三元锂离子电池，用于同时去除氮氧化物和挥发性有机物（Zhang等，2025a）。作为一维纤维硅酸盐粘土矿物，Pal具有较大的比表面积、高化学稳定性和强吸附能力，是极佳的催化剂支持体（Ruiz-Hitzky等，2011;Ouali 等，2015;Dali Youcef 等，2019）。在我们之前的研究中，我们证明了天然Pal在甲苯的催化氧化和光热催化氧化中表现出良好性能（Lu等，2024;Liu等，2025年;Zhang 等，2025b）。迄今为止，尚无关于使用废电池和天然粘土进行挥发性有机物处理的建筑催化剂的报道。
本研究中，草酸作为浸出剂，以Thuja生物质作为还原剂处理废电池阴极。在草酸溶液中分解的Thuja生物量产生了类黄酮化合物，这些化合物作为还原剂，从而显著提高了用过电池阴极的浸出速率。通过浸出获得的镍钴锰草酸沉淀物，连同少量残余生物量，机械球磨后再用Pal研磨，随后煅烧生成NiCoMnOx/帕尔-生物催化剂。研究了锂聚合物与PAL质量比变化的甲苯催化氧化性能，并提出了催化氧化机制。
