[发明专利]一种高效分解甲醛的催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种高效分解甲醛的催化剂，其包括作为活性组分的金属络合物以及用以负载所述金属络合物的多孔载体，所述金属络合物呈簇状且均匀分布于所述多孔载体的表面。所述金属络合物包括[IrCp^*Cl₂]₂、[RhCp^*Cl₂]₂、[Ir(COD)Cl₂]₂或[Rh(COD)Cl₂]₂等，所述多孔载体包括聚吡咯、C₃N₄、共价三嗪骨架材料、聚苯胺、活性炭、聚吡啶或聚噻吩等具有高比表面积的化合物。本发明还提供了所述催化剂的制备方法。本发明提供的所述催化剂具有高的比表面积，对催化分解气态或者液态甲醛具有很高的催化活性和稳定性，且该催化剂同时拥有Rh或者Ir等金属元素及C、N、Cl等元素，其中金属原子利用率高达100％。

技术领域

本发明涉及催化剂，尤其涉及一种高效分解甲醛的催化剂及其制备方法和在除甲醛方面的应用，属于空气净化技术领域。

背景技术

甲醛是一种无色有刺激性的气体，对人体皮肤黏膜具有刺激作用。甲醛在室内达到一定浓度时，人就会产生不适感。新装修的房间内甲醛含量较高，人若长期暴露在含有微量甲醛甚至低至几ppm的室内，可能会引起眼睛和呼吸道不适，引发头痛、肺炎甚至癌症，对未成年人的危害更大。甲醛已经成为室内环境中最主要的空气污染物之一，同时，含有甲醛的工业废水产生的水污染也对环境和生态造成了极大的危害。因此，开发甲醛去除的新技术十分紧迫。研究者们已经开发出各种用于降低甲醛的材料并取得很大的进展。目前减少室内甲醛浓度的方法主要有物理吸附法和化学催化氧化法。通过物理吸附法去除室内甲醛已被广泛研究，许多材料已经证明对甲醛具有良好的吸附性能，如活性炭。但是这些吸附剂的吸附能力有限，大大限制了其发展。与吸附剂的不足相比，化学催化氧化法可以通过催化剂将甲醛直接氧化为CO₂，理论上可以长时间工作。许多贵金属催化剂，如Pt、Pd、Au、Rh和Ag，对甲醛的氧化显示出很好的催化活性。一些金属氧化物，如MnO₂、TiO₂、Co₃O₄和Co_xMn_3-xO₄也对甲醛氧化具有催化活性。然而，这些催化剂需要较高的工作温度，极大的妨碍了其实际应用。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高效分解甲醛的催化剂及其制备方法，以克服现有技术中的不足。

本发明的另一目的在于提供所述催化剂的应用。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种高效分解甲醛的催化剂，其包括作为活性组分的金属络合物，所述金属络合物负载在多孔载体上，所述金属络合物包括[IrCp^*Cl₂]₂、[RhCp^*Cl₂]₂、[Ir(COD)Cl₂]₂和[Rh(COD)Cl₂]₂中的任意一种或两种以上的组合，其中，Cp^*是五甲基环戊二烯基，COD是1，5-环辛二烯基。

在一些实施方案中，所述金属络合物呈簇状均匀分布于所述多孔载体表面。

在一些实施方案中，所述多孔载体包括聚吡咯、C₃N₄、共价三嗪骨架材料、聚苯胺、活性炭、聚吡啶、聚噻吩中的任意一种或两种以上的组合。

优选的，所述金属络合物于多孔载体上的负载量为0.1～50％。

本发明实施例还提供了前述高效分解甲醛的催化剂的制备方法，其包括：