[发明专利]用于室温甲醛净化的全硅ZSM-5分子筛催化剂及制备方法

说明书

本发明涉及环境催化技术领域，旨在提供一种用于室温甲醛净化的全硅ZSM‑5分子筛催化剂及制备方法。该催化剂是以具有三维十元环MFI结构的全硅ZSM‑5分子筛作为载体，负载了离子形式的贵金属铂、钌、钯、金或银中的一种或两种为活性组分，活性组分占催化剂的重量百分比为0.1～10％；催化剂的比表面积为200～600m²/g。本发明制备过程中采用无毒无害组分，不会对人体健康和生态环境造成危害，制备方法简单易行。本发明的催化剂能在宽温度操作范围(25℃及以上温度条件)、宽空速操作范围(6,0000h^‑1及以下空速条件)内保持100％的甲醛去除率，尤其适应于室内与固定源尾气中的甲醛完全消除，同时还具有优异的二氧化碳生成选择性。

技术领域

本发明涉及环境催化技术领域，具体是涉及一种室温下用于室内和固定源尾气中甲醛净化的全硅ZSM-5分子筛催化剂及制备方法。

背景技术

由于人们的日常活动约有80％的时间是在室内进行的，而各种装饰材料被广泛用于房屋的装饰和装修，由此导致的室内空气污染问题也逐渐引起了人们的广泛关注和高度重视，据世界卫生组织的相关资料，目前全世界每年大约有400万人死于因室内环境污染引起的疾病，而在我国每年因室内环境问题死亡人数也达到11万人。室内空气污染物主要成分为挥发性有机化合物(VOCs)，包括甲醛、苯、甲苯以及二甲苯等，其中甲醛的问题尤为严重，根据国家室内空气检测部门的相关统计，九成以上的新装修居室存在有害气体严重的问题。京津沪三地的抽检结果表明居室内甲醛超标比例达到80％以上。有相关报道称，70％左右的孕妇胎儿畸形是由室内HCHO浓度超标引起的，新生孩白血病增多原因之一是住在新装修房子，90％左右的新车车内HCHO污染超标，90％的新房子以及新家具甲醛含量超标。由此可见，室内空气污染问题已经严重威胁到了人类的身心健康。因此，发展以甲醛为代表的室内空气污染物消除治理技术显得十分紧迫。而现有甲醛净化技术以吸附技术，光催化技术为主，而这些技术都存在一定的问题，比如吸附技术存在吸附材料吸附能力有限，需要定期再生或者更换，同时也很容易产生二次污染等问题。光催化氧化技术存在需要紫外激发光源、对可见光利用效率低，催化剂易失活，易产生二次污染等问题。而近几年兴起的催化氧化净化甲醛由于不需要光和其他能量输入，在室温下就能完全催化氧化甲醛生成最终产物水和二氧化碳，该技术被认为最有潜力的甲醛净化技术。

近几年，以TiO₂为代表的无机氧化物材料为载体负载贵金属的催化剂因其高催化活性受到广泛关注，并已部分应用于室内甲醛净化。但是，上述已有无机氧化物载体负载贵金属催化剂存在抗湿性差且稳定性差等问题，非贵金属催化剂在室温下不能完全催化氧化甲醛等问题，并且对于不同浓度的甲醛催化氧化并没有进行进一步的研究。因此，开发具有催化活性高、稳定性强、抗高湿度以及抗高空速条件的催化剂面临巨大的挑战。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种用于室温甲醛净化的全硅ZSM-5分子筛催化剂及制备方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种用于室温甲醛净化的全硅ZSM-5分子筛催化剂，该催化剂是以具有三维十元环MFI结构的全硅ZSM-5分子筛作为载体，负载了离子形式的贵金属铂、钌、钯、金或银中的一种或两种为活性组分，活性组分占催化剂的重量百分比为0.1～10％；催化剂的比表面积为200～600m²/g。

本发明中，所述活性组分占催化剂的重量百分比为1％～5％。

本发明进一步提供了制备前述全硅ZSM-5分子筛催化剂的方法，包括以下步骤：

将作为载体的全硅分子筛浸渍于贵金属离子的水溶液中，超声处理5～30分钟后，搅拌1～4小时，陈化过夜；在80℃及搅拌条件下将水分蒸干后，继续在100℃干燥3～5小时；然后移入马弗炉，在空气条件下400℃焙烧1～8小时，得到负载了贵金属离子的全硅ZSM-5分子筛催化剂；