[发明专利]一种Pd炭催化剂及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种Pd炭催化剂及其制备方法和用途，所述制备方法包括以下步骤：(1)将钯源、炭载体和还原性溶剂混合，混合后进行固液分离，取固体，所述固体为中间产品；(2)用还原性气体对步骤(1)所述中间产品进行两段加热还原，得到所述Pd炭催化剂。按上述方法制备的Pd炭催化剂用于降解甲醛。本发明提供的Pd炭催化剂成本低廉，催化剂上贵金属的分散度高，催化剂的甲醛催化活性高，初始甲醛转化率可达95％，当使用椰壳活性炭作为Pd炭催化剂中的炭载体时，10h后的甲醛转化率可达90％。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，涉及一种催化剂及其制备方法和用途，具体涉及一种Pd炭催化剂及其制备方法和用途。

背景技术

甲醛是室内最典型的污染物之一，对人体健康具有严重危害。随着人们健康意识的增强，甲醛已经被推入大众视野，目前最常用的家用空气净化材料为活性炭，然而它的吸附量有限，长期去除效果受到明显限制。负载贵金属催化剂在室温下表现出优异的甲醛降解性能，多孔材料成为催化剂载体的首要备选，目前常用为氧化物，但是作为比表面积更高、孔结构更丰富的活性炭却未表现出强有力的竞争，这是由于Pd炭催化剂对甲醛催化氧化活性较低。为了充分利用多孔且廉价的活性炭材料，提升短期和长期甲醛的去除效率，亟需提升Pd炭催化剂的催化性能。

CN107694564A公开了一种分解甲醛的催化剂及其制备方法，所述催化剂的载体为活性炭，所述催化剂的活性组分为负载在所述载体上的铂和钯，所述催化剂还包括疏水组分，所述疏水组分为包裹在所述催化剂表面的疏水多孔材料层，其中，所述铂的负载量为0.02～0.3wt％。该方案提供的催化剂结构复杂，制备流程长，且催化剂的对甲醛的氧化活性有待提升。

CN106669663A公开了一种活性炭载钯催化剂及其制备方法，所述制备方法包括以下内容：(1)淋洗纤维素乙醇发酵残渣；(2)用壳聚糖、戊二醛，十二烷基苯磺酸钠混合溶液浸泡残渣；(3)将步骤(2)浸泡后的残渣置入炭化炉内，空气气氛下加热到150～200℃处理20～60min；(4)向步骤(3)处理后的固体混合物加入可溶性钯盐溶液进行浸渍；(5)步骤(4)制备的胶体在惰性气氛下升温到600～800℃，进行炭化60～240min；(6)炭化处理后，通入水蒸气或CO₂进行处理10～30min，降温后制得活性炭载钯催化剂。该方案虽然原料成本低廉，能实现废物再利用，但是制备过程非常繁琐，并且该催化剂的对甲醛的氧化活性较低。

因此，开发一种成本低廉，制备流程简单，对甲醛的催化活性高的Pd炭催化剂对本领域有意义重大。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种Pd炭催化剂及其制备方法和用途。本发明提供的制备方法流程简单，成本低廉，制备得到的Pd炭催化剂具有很高的甲醛催化活性。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种Pd炭催化剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将钯源、炭载体和还原性溶剂混合，混合后进行固液分离，取固体，所述固体为中间产品；

(2)用还原性气体对步骤(1)所述中间产品进行两段加热还原，得到所述Pd炭催化剂。

本发明提供的Pd炭催化剂的制备方法流程简单，产品的甲醛催化活性高。其中，步骤(1)使用还原性溶剂，其作用在于在贵金属离子的负载过程中通过还原性溶剂对其进行初步还原，利于提高贵金属的分散度；步骤(2)中，使用两段加热还原，使得还原反应过程更为优化，可以明显优化催化剂的甲醛催化活性，在同样条件下甲醛的去除率更高。

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)中，所述钯源包括硝酸钯、氯化钯、氯钯酸钠中的任意一种或至少两种的组合，优选为硝酸钯。