[发明专利]一种室温条件下完全催化氧化室内低浓度甲醛的催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂，特别涉及一种用于净化室内空气污染物甲醛的稀土改性无机纳米氧化物负载贵金属催化剂。

背景技术

甲醛是室内空气污染中常见和普遍的主要污染物之一。它主要是由一些建材以及室内装修材料的释放而产生的。长期处在含有甲醛的室内，尽管甲醛浓度低至ppm级也会对人体健康产生很大的危害。甲醛对人体的毒性作用，主要是对眼部、呼吸系统、肺功能、神经系统功能和免疫系统具有毒性作用。长期接触甲醛对人体有致癌作用。甲醛也是一种较强的致突变、致癌物质，是引起肿瘤死亡的危险因素之一。长期接触低剂量甲醛，也可引起慢性呼吸道疾病，可引起鼻咽癌、结肠癌、脑瘤、月经紊乱、细胞核的基因突变，DNA单链内交连和DNA与蛋白质交连及抑制DNA损伤的修复、妊娠综合征，可引起新生儿染色体异常、白血病，也可引起青少年记忆力和智力下降。在所有接触者中，儿童和孕妇对甲醛尤为敏感，危害也就更大。甲醛为较高毒性的物质，在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛高居第二位。

我国国家标准规定的室内甲醛污染物的浓度限值是0.08 mg/m³，因此为了去除室内甲醛污染，给人们营造一个健康的生活的环境，室内甲醛的清除也越来越受到大家的关注。现有室内甲醛净化技术主要有光催化去除甲醛，吸附去除甲醛，以及催化氧化甲醛去除等方法，在所有的这些方法中，催化氧化甲醛去除因其效率高，不产生二次污染，具有重要的应用前景。

中国专利CN1714930A发明了室温条件下甲醛气体催化氧化催化剂，但其贵金属负载量超过0.5%（质量百分率，以下同）。中国专利CN101053832A公开了一种室内空气中甲醛净化的锰铈复合物负载型催化剂，该锰铈复合物载体通过沉淀-沉积法制备，活性组分负载后再高温焙烧，整个过程也比较复杂。中国专利CN1016125789A设计一种室温消除甲醛的纳米金催化剂及其制备方法。该催化剂的活性组分为金，在高温条件下氢气气氛内还原。中国专利CN101497042A公开了一种空气中甲醛低温催化氧化消除催化剂，该催化剂为锰氧化物（Mn₃O₄）负载贵金属铂，并添加稀土金属氧化物、碱或碱土金属氧化物等助剂。中国发明专利CN274281A涉及一种室温去除空气中甲醛催化剂及其制备方法，该催化剂为Co-Ce-Sn多孔复合氧化物负载贵金属铂，该催化剂的制备工艺非常复杂。中国发明专利ZL101380574B采用碱或碱金属为助剂改性无机氧化物负载贵金属后也具有较好的催化氧化甲醛效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种室温条件下用于室内低浓度甲醛清除的高效催化剂。该催化剂是用简单易得的纳米无机氧化物为载体，少量的贵金属，以及廉价的稀土元素为助剂，制备方法简单操作方便，特别是添加稀土助剂后催化剂活性得到了提高。该催化剂在大量研究试验中不断的改进，使得对室内甲醛的催化氧化有很好的效果，在室温条件下就能将室内低浓度的甲醛完全催化氧化成二氧化碳和水，并且在长时间内保持稳定的活性。

本发明的技术方案为：一种室温条件下完全催化氧化室内低浓度甲醛的催化剂，其特征在于：该催化剂包括纳米金属氧化物、贵金属组分和助剂组分，以纳米金属氧化物为载体，贵金属组分是铂，钯，钌，铑，金，银中的至少一种；助剂是稀土元素镨，钐，镧，铈，钇，钕中的一种或者一种以上。

纳米无机氧化物载体是氧化铝、二氧化铈、氧化硅、二氧化铁、氧化钛、氧化锆、氧化镁、氧化铜、二氧化锡、氧化钙其中的一种或一种以上的混合物或复合氧化物组成。

贵金属组分是该贵金属或该贵金属的氧化物或者无机盐；助剂组分是该稀土金属或该稀土金属氧化物或者无机盐。

贵金属组分按金属元素重量换算计的负载量是0.01%~0.7%；稀土助剂的含量按金属元素重量换算计的负载量是0.1%~10%。

该催化剂的制备流程：取一定量纳米无机氧化物粉末浸渍于一定浓度的稀土硝酸盐水溶液中，搅拌并蒸干、干燥后，在空气气氛中焙烧待用；稀土修饰后的载体再浸渍一定浓度的氯铂酸溶液，搅拌并蒸干、干燥后，在空气气氛中焙烧；将负载好贵金属的催化剂在一定温度下置于氢气气氛中还原处理。