[发明专利]常温高效除一氧化碳催化材料

说明书

本发明涉及一种常温高效除一氧化碳催化材料的配方及相应制备工艺，所述催化材料特征在于以高比表面积的多孔活性炭、分子筛为主的复合材料为催化剂的载体，以一种或几种非贵金属盐为主活性组分，以络合的金属离子为助剂，将铜或铁的硝酸盐、硫酸盐、醋酸盐或氯化盐等与络合物，采用分步浸渍和络合工艺负载活性组分制备而成。该常温高效除一氧化碳催化材料具有快速捕捉、高效催化氧化、工作周期长等特点，在常温常湿条件下催化氧化一氧化碳为无毒无害的CO2和H2O能力可达95%以上，无中间产物，可满足室内（如办公室、写字楼、起居室、商场、医院、酒店等场所）真实环境下长时间（>3000h）有效除一氧化碳的要求。

技术领域

本发明涉及一种常温高效除一氧化碳催化材料的配方及相应制备工艺，属于常温吸附催化与空气污染治理技术领域。

背景技术

CO是释放到空气中含量比较多的一种气体污染物，由于CO与人体血红蛋白的亲和力比氧与血红蛋白的亲和力高200~300倍，所以CO极易与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使血红蛋白失去携氧的能力和作用，损害人的中枢神经系统。研究表明当暴露在浓度大于25 ppm的一氧化碳环境中超过8小时就会给人体带来危害，而当CO浓度达到600~700 ppm时就可以致死。每年有大量的CO被排放到空气中，其主要来源有烃类燃烧及其部分氧化、工业排放、机动车、家用煤气灶和热水器等的排放气。同时，CO也会导致近地表臭氧的形成，因此对于大气中CO的治理和净化是十分必要和迫切的。将CO催化氧化为CO2是目前最直接也是最主要的方法。另外，CO的催化氧化也广泛应用于防止CO中毒的面罩、CO气体传感器、CO2激光器气体纯化、内封闭式CO2激光器、呼吸用气体净化装置以及消除封闭体系内微量CO等工业、环保、军事和人类生活的多个领域。

过去长期使用的常温催化氧化CO的催化剂为Hopalite（霍加拉特剂），是一种铜锰氧化物。该催化剂是一种非载体型催化剂，主要缺陷是抗水性差，催化剂活性重现性差，且制备过程中需要高浓度酸，对环境污染较大。另外一类常用的催化剂是负载型贵金属催化剂，但是由于贵金属价格较高致使催化剂成本居高不下，不利于大规模商业化。而且负载的铂、钯催化剂只适用于CO低浓度的情况，且起活温度高，制备及处理过程也比较复杂。

近些年来，负载型非金属氧化物用于常温催化氧化CO的研究引起了人们极大的关注。非贵金属主要集中在Cu、Mn和Co，而载体种类有ZnO、CeO2、SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、纳米碳管、SnO2、SBA-15分子筛、FePO4等。非贵金属催化剂主要需要解决的问题是高湿环境下催化剂的失活，这是由于高湿条件下，表面易形成CO32-等物种，致使表面脱附温度急剧增加。此外， 即使非贵金属及贵金属活性组分被负载分散后，其自身比表面积仍较低，一氧化碳的吸附效率低下，导致一氧化碳去除效率不高。目前，负载催化剂的载体多以Al2O3、CeO2、TiO2、多孔沸石或天然粘土等金属氧化物为主，也有部分采用活性炭负载的催化剂，其活性炭多采用煤基或木质活性炭，比表面积一般低于1000 m2/g，对一氧化碳吸附亦主要以物理吸附为主，在实际环境下，低浓度一氧化碳无法有效去除。

发明内容