[发明专利]一种多孔TiO2纤维负载贵金属甲醛室温氧化催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多孔TiO₂纤维负载贵金属甲醛室温氧化催化剂及其制备方法，属于室内空气净化领域。 

背景技术

甲醛是室内最严重的污染物之一，具有较高的毒性。因此，消除室内甲醛污染已成为改善人们生活环境的迫切任务。目前，治理室内甲醛污染方法有多种，如吸附法、吸收法、负离子氧化法、臭氧催化氧化法、生物过滤/植物净化法、低温等离子体法、催化氧化法等。其中催化氧化法包括光催化氧化法和热催化氧化法。光催化氧化法是以TiO₂纳米粉体或薄膜作为光催化剂，在光照下催化氧化甲醛的方法，其制备方法复杂，技术要求高，且需要特定的激发光源下进行，如中国发明专利（专利号ZL98115808.0，CN201010174418.6等）。而热催化氧化法又包括高温催化氧化和室温催化氧化法。如应用于室内空气的净化的中国发明专利（CN200510067178.9）等。相比较而言，室温催化氧化法是最具应用潜力的一直方法。近年来，该技术在室内空气净化应用研究也取得了新的进展和突破，如中国发明专利CN200410047973.7、CN200410102837.3、CN200910215887.5、CN200910098634.4、CN200910047376.7、CN200610011663.9，CN200710121423.9和CN201210389227.0。专利CN200410047973.7中先制备金属氧化物载体，然后浸泡在贵金属组分的溶液后蒸发制得，该催化剂有效成分贵金属的状态未标明，活性也较低。众所周知，要获得高且稳定的甲醛催化氧化活性，催化剂必须要有良好的分散性，较小的粒径和适当的价态。而大部分专利如CN200410102837.3、CN200910215887.5、CN200910098634.4、CN200910047376.7、CN200610011663.9和CN200710121423.9中所描述的催化剂的制备方法制备的样品中金属可能以氧化物的形式存在，粒子的粒径较大（通常>3nm），且分散性差，这将会影响到活性的提高；而如果要得到0价的贵金属，还需要高温的H₂还原过程，使工艺复杂化，成本也相应提高。专利CN201210389227.0报道了一种甲醛室温氧化催化剂的制备方法，该方法以多孔性无机氧化物为载体，以硼氢化纳为还原剂，可溶性金属氢氧化物为添加剂，通过浸渍-室温还原-沉积法与贵金属前驱体反应制得。该方法实现了催化剂的室温催化氧化，也表现出较高的催化活性。但以上公开专利中制备的催化剂从实用的角度考虑，其催化活性有待于进一步提高，且其都是以普通多孔性无机物纳米颗粒（如二氧化钛、氧化铝、分子筛、氧化铈和氧化硅等）为载体制得，这些催化剂如应用到填充型净化设备中需要压片或进一步将其负载在其它大块型载体上才能使用，这会使工艺复杂化，且存在气阻大和催化剂易脱落的问题。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足而提供一种多孔TiO₂纤维负载贵金属甲醛室温氧化催化剂及其制备方法。 

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下： 

多孔TiO₂纤维负载贵金属甲醛室温氧化催化剂，它包括多孔TiO₂纤维载体和分散在载体中的贵金属活性组分，所述的多孔TiO₂纤维载体为毛毡状，由长度为数个微米的TiO₂纤维交织而成，TiO₂纤维间有不规则、孔径大小范围为2～1000nm的多孔，构成了分等级中孔-大孔结构，所述的贵金属以零价形式存在，粒径范围0.5-3nm。 

上述方案中，所述TiO₂纤维直径为50-500nm，长度为0.4μm-2cm。 

上述方案中，所述贵金属为铂、金、钯、铑中的一种或几种；负载量为0.05～5wt%，其最优的负载量在0.1～0.5wt%。 

上述多孔TiO₂纤维负载贵金属甲醛室温氧化催化剂的制备方法，它是以钛醇盐和聚乙烯吡咯烷酮为静电纺丝原液，在酸性物质抑制剂和造孔剂的作用下，通过静电纺丝制备TiO₂/高分子纳米复合纤维，然后焙烧得到多孔TiO₂纳米晶纤维；再以此多孔TiO₂纳米晶纤维为载体，贵金属盐溶液为前驱体，浸渍-沉积法制备多孔TiO₂纤维负载贵金属甲醛室温氧化催化剂。