[发明专利]用于甲醛常温氧化的催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种用于甲醛常温氧化的催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a.加入过量去离子水，将贵金属源与过渡金属源充分溶解，在40℃‑90℃的温度范围内加热搅拌，得混合溶液；b.在所述混合溶液中加入加入量为所述贵金属源和过渡金属源质量的1‑30倍的活性炭，继续搅拌，得悬浮液；c.将碱性沉淀剂的水溶液以恒定速率滴加到所述悬浮液中，并老化；d.将步骤c所得的悬浮液过滤，洗涤至中性，并干燥，得颗粒；e.在200℃‑400℃的温度下，将所述颗粒置于还原性气体氛围下煅烧还原。本发明通过添加非贵金属，大大降低了原料成本，同时保持较好的催化活性。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，特别涉及用于甲醛常温氧化的催化剂及其制备方法和应用。

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，在我国有毒化学品优先控制名单上高居第二位，被世界卫生组织(WHO)和国际癌症研究机构(IARC)确定为Ι类致癌物。据统计，装修后1～6个月内，甲醛超标率居室内达80％，即使装修3年后，超标率都仍达50％以上。人造板中甲醛的释放期为3～15年。可见，室内甲醛将长期影响到人们的身体健康，如不良建筑物综合症(SBS)、建筑物关联综合症(BRI)等。此外，大部分的人体疾病与室内空气污染有关。

目前，去除甲醛的方法有很多种，比如：吸附法、植物净化法、空气负离子净化技术、化学反应法、光催化法以及催化氧化法。其中，植物净化处理甲醛效率较低且耗时较长；化学反应法中化学试剂消耗量大而且会造成二次污染；吸附法需多次更换吸附材料且存在脱附现象；光催化、等离子体技术等方式需要提供额外的光能和电能。相比较而言，催化氧化法可将甲醛转化为二氧化碳和水，去除效率高，没有二次污染，并且催化剂寿命长、可重复利用，开发甲醛常温氧化催化剂是关键。

贵金属在对甲醛催化氧化中表现出了优异的低温活性，尤其是金属铂。中国专利CN104368335A中公开了一种贵金属铂或者钯用于催化氧化甲醛的催化剂制备方法，将贵金属负载到活性炭纤维毡上，该催化剂可将低浓度的甲醛催化氧化成二氧化碳和水，去除效果在89％以上。中国专利CN103586022A中公开了一种以二氧化钛为载体，铂和金双贵金属为活性组分，采用浸渍法负载铂组分，沉积沉淀法负载金组分，该催化剂可在常温下催化氧化甲醛，氧化率在95％以上。以上专利负载的贵金属含量都比较高，并且制备方法比较复杂，限制了催化剂的实际应用。

此外，目前大部分的甲醛常温氧化催化剂的研究中，催化剂活性的评价通常使用的是较高浓度的甲醛，一般在100ppm以上，但在实际生活中，室内空气中的甲醛含量则处于较低的水平，一般在1ppm以下。低浓度的甲醛去除难度较大，并且空气中的水汽、二氧化碳等相对而言浓度较高，对催化剂活性也有影响。

发明内容

为了克服现有甲醛催化剂的原料成本高、制备工艺复杂、常温催化氧化低浓度甲醛效率低的缺陷，本发明提供一种用于甲醛常温氧化的催化剂的制备方法，包括以下步骤：

a.加入过量去离子水，将贵金属源与过渡金属源充分溶解，在40℃-90℃的温度范围内加热搅拌，得混合溶液；

b.在所述混合溶液中加入加入量为所述贵金属源和过渡金属源的质量的1-30倍的活性炭，继续搅拌，得悬浮液；

c.将碱性沉淀剂的水溶液以恒定速率滴加到所述悬浮液中，并老化；

d.将步骤c所得的悬浮液过滤，洗涤至中性，并干燥，得颗粒；

e.在200℃-400℃的温度下，将所述颗粒置于还原性气体氛围下煅烧还原。

优选的，步骤a中的所述贵金属源可以为钯、铂、金、银等的硝酸盐、氯化物、次氯酸盐、醋酸盐、草酸盐或硫酸盐，其水溶液浓度为1x 10^-4-1x 10^-3mol/L；所述过渡金属源可以为铜、铁、锰、镍、钴、铈、钛、锌、钒等的硝酸盐、氯化物、次氯酸盐、醋酸盐、草酸盐或硫酸盐，其水溶液浓度为0.003-0.01mol/L。