[发明专利]一种室温高效脱除空气或废水中甲醛的催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种室温高效脱除空气或废水中甲醛的催化剂及其制备方法，所述催化剂以痕量贵金属为活性组分，以锰基复合氧化物为载体，其通式可表述为M/M1O_x‑MnO₂，式中M代表贵金属Ru、Rh、Pt或Pd中的一种，M1为Fe、Co、Ni、Cu或Ce中的一种，x≤2；按重量比，贵金属M的含量为0.01％～1％，优选为0.05％～0.8％，余量为复合氧化物载体，其中M1和Mn的摩尔比为0：1～1：1；所述催化剂可采用氧化还原‑水热一步法制备。所制备的催化剂在室温下能高效地将甲醛转化为二氧化碳和水，选择性高，具有节能环保的优点。本发明制备催化剂的方法还具有成本低、简单易行，条件温和、易于控制以及适合工业化生产等优点。

技术领域

本发明属于催化技术领域，具体涉及一种室温高效脱除空气或废水中甲醛的催化剂及其制备方法。

背景技术

甲醛在有毒化学品名单上排名第二，且被世界癌症协会定为具有强烈致癌和促癌作用的物质。随着经济的发展，我国目前面临严重的甲醛污染问题(空气污染和水污染)。空气中甲醛含量超标会导致人类患白血病，而水中的甲醛含量超标则会破坏水体生态平衡，带来严重的环境问题。因此，甲醛污染控制和治理工作已成为我国环境保护工作的重中之重。

目前，甲醛的无害化去除方法主要有以下几种：物理吸附法、化学吸附法、生物法、光催化以及催化氧化法；其中，物理吸附法是使用吸附剂直接将甲醛转移，而不是消除，且吸附剂需要经常再生；化学吸附法需要使用到价格昂贵的化学药剂，且还容易造成二次污染；生物法处理甲醛的效率低下；光催化法需要特定光源，受限于催化剂的催化性能，导致能耗高和效率低。

催化氧化法以空气或氧气为氧化剂，利用催化剂的催化作用，在室温的条件下，将甲醛氧化为二氧化碳和水，具有效率高、设备简单、操作方便以及无二次污染等特点。催化氧化法去除甲醛的核心技术在于催化剂的设计和制备。专利CN107362823A公开了一种分子筛负载锰氧化物催化剂，该催化剂具有良好的室内甲醛去除性能，但稳定性有待进一步提高。专利CN107376982A公开了一种介孔硅负载纳米金催化剂，该催化剂具有良好催化活性，但贵金属用量相对较高。因此，设计一种贵金属用量低且能在室温下高效去除空气中或水中的催化剂是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种室温高效脱除空气或废水中甲醛的催化剂及其制备方法。为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种室温高效脱除空气或废水中甲醛的催化剂，其特征在于，所述催化剂以贵金属为活性组分，以锰基复合氧化物为载体，化学通式可表示为M/M1Ox-MnO₂，其中M为贵金属Ru、Rh、Pt或Pd中的一种，M1为Fe、Co、Ni、Cu或Ce中的一种，x≤2；所述催化剂组成中贵金属M的重量比为0.01％～1％，优选为0.05％～0.8％。

优选地，所述锰基复合氧化物载体中两种氧化物M1Ox和MnO₂的摩尔比为0：1～1：1。

一种如权利要求1所述的室温高效脱除空气或废水中甲醛的催化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)将二价锰盐和含M1的前驱盐溶入水中制成溶液；

2)将高锰酸钾溶入水中制成溶液；

3)将步骤2)制得的高锰酸钾溶液滴入步骤1)制得的溶液中得到混合溶液；

4)往步骤3)制得的混合溶液中滴加碱性溶液调节混合液的pH值；

5)往步骤4)制得的混合溶液中加入含贵金属M的前驱盐；

6)将步骤5)制得的混合液转移至水热反应釜进行水热反应；

7)水热反应结束后，反应产物经过滤、洗涤、干燥以及在氮气氛中焙烧即可制得所述室温高效脱除空气或废水中甲醛的催化剂。