[发明专利]一种高效催化甲醛转化催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化学技术领域，涉及一种高效催化甲醛转化催化剂的制备方法。

背景技术

甲醛(HCHO)是一种典型的装修型室内空气污染物，在室温下极易挥发，随着温度的升高，挥发速度加快。甲醛对人体的危害，主要表现在会引起在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常和免疫功能异常等方面。因此，有效降低室内空气中甲醛的含量以及其他有害气体已经成为当今室内环境保护的一项重要内容。

催化氧化技术是目前公认的最理想的消除甲醛的方法，利用催化氧化反应可以在常温常压下将甲醛转化为无毒的CO₂和H₂O，并且消除HCHO效率高、处理量大、没有二次污染，对低浓度甲醛污染的处理极为有效。

常见的催化剂有二氧化铈、二氧化锆、二氧化钛、三氧化二铝、三氧化二镧、氧化镁、氧化锌等。贵金属金(Au)、钯(Pd)等对甲醛催化转化有特殊的作用，具有较高的活性，并且寿命长、耐高温、能在接近室温条件下有效地催化转化甲醛等多种有害气体。

本发明提供一种用于接近于室温条件下催化转化低浓度甲醛的高活性催化剂，该催化剂以稀土氧化物为载体，并在稀土氧化物上负载贵金属Au-Pd合金纳米颗粒。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高效催化甲醛转化催化剂的制备方法，该方法是一种以CeO₂为载体，表面负载Au-Pd合金纳米颗粒的催化剂的制备方法。利用本发明能够获得具有良好催化转化活性的Au-Pd/CeO₂催化剂。在323K时，该催化剂可以将甲醛全部转化为二氧化碳和水。Au-Pd/CeO₂催化剂在使用时不需要其它附加的外在条件，可以节约能源。其制备方法是一种工艺简单，操作容易，易于工业化生产的方法。

具体技术方案为：

一种高效催化甲醛转化催化剂的制备方法，包括以下步骤：

1)载体CeO₂的制备

将5mmol的Ce(NO₃)₃·6H₂O和10mmol表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶于30ml乙醇和10ml去离子水中，在室温下搅拌，使之混合均匀，将Ce(NO₃)₃·6H₂O混合溶液转入到特制反应容器中密封，并置于160℃烘箱中反应2.5小时。反应结束后，产物离心分离，干燥后得到CeO₂载体；

2)CeO₂载体表面负载贵金属Au-Pd合金纳米颗粒

配制HAuCl₄·4H₂O和PdCl₂溶液，将其混合均匀，加入聚乙烯醇(PVA)溶液，溶液经强力搅拌，转速为800r/min，，混合均匀后加入硼氢化钠溶液(NaBH₄)，并用硫酸调节溶液的pH值至1，搅拌30min。将步骤1)所得的CeO₂载体在搅拌条件下逐量加入到混合溶液中，持续搅拌2h，之后静置24h，将沉淀离心、洗涤，干燥后得到Au-Pd/CeO₂催化剂。

所述Ce(NO₃)₃·6H₂O混合溶液在160℃反应，反应时间为2.5h。

所述HAuCl₄·4H₂O和PdCl₂溶液的浓度为均为1g/L，PdCl₂溶液的用量为11ml，HAuCl₄·4H₂O溶液的用量为25ml。

所述聚乙烯醇(PVA)溶液质量浓度为1wt％，加入量为2.2ml。

硼氢化钠溶液浓度为0.1mol/L，加入量为6ml。

所述载体为纯铈盐，纯度(CeO₂/TREO)为98％-99.99％。

本发明的有益效果：本发明所述方法制备的催化剂Au-Pd/CeO₂，有高效的催化甲醛转化性能。通过甲醛催化转化实验证明，Au-Pd/CeO₂催化剂可以在50℃时将甲醛全部转化为二氧化碳和水，并且具有良好的化学稳定性。制备工艺简单，操作方便，对于室内空气的净化有很好的功效。

附图说明

图1：本发明制备方法得到的CeO₂的扫描电镜和透射电镜照片；