[发明专利]一种用于甲醛低温催化氧化的催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于甲醛低温催化氧化的催化剂及其制备方法，该催化剂由钴氨配合物、活性炭和K₂O组成，该催化剂的制备过程中，将硝酸钴、硝酸钾、活性炭和氨水的投料量分别折算成钴、钾、碳和氮原子，Co的摩尔百分比为12.3～33％，K的摩尔百分比为1.0～2.9％，C的摩尔百分比为33～49.4％，N的摩尔百分比为24.7～49.1％；其制备方法包括以下步骤：首先采取沉积沉淀法将钴组分沉淀在活性炭表面，然后采用含钾离子的氨水溶液与钴离子形成配合物，进一步干燥处理，即得；本发明有效地提高了催化剂中对氧的吸附和活化能力，进一步增加了催化剂的活性，解决了现有技术中的催化剂催化效果不佳的技术问题。

[技术领域]

本发明属于化工领域，具体地说是一种用于甲醛低温催化氧化的催化剂及其制备方法。

[背景技术]

众所周知，由于室内装潢材料的普遍流行，以及人造木工板的普及，建筑材料中的甲醛缓慢挥发出来，并且延续数十年以上，对人体健康造成潜在的威胁，因此，如何有效除去室内空气的甲醛，一直倍受关注。通常，消除甲醛经常采用使用多孔材料如活性炭、硅藻土等来吸附，但是由于材料容量有限，并且存在吸附和脱附平衡，导致吸附效率不高，吸附剂用量大以及脱附形成二次污染等问题。

自上世纪末以来，国内外开展了大量的关于室内甲醛催化氧化反应以及催化体系的工作。一般商业化催化剂的活性组分一般为贵金属(Pt、Au和Pd)，其昂贵的价格限制了其普遍推广。相对于贵金属催化剂，尖晶石Co₃O₄具有Co²⁺和Co³⁺，并且与氧离子的结合力比较弱，因此，体相Co₃O₄表现出较高催化剂氧化活性，为了提高Co₃O₄的氧化效率，不同形貌Co₃O₄，以及负载型Co₃O₄被相继开发，为了进一步提高活性组分的利用效率，在催化剂制备过程中，引入配合物如：乙二胺，蔗糖，环糊精等，以便在催化剂的焙烧以及热处理过程中，阻止锆组分的团聚，形成高分散的Co₃O₄活性组分。

关于Co²⁺以及Co³⁺组分的与含氮化合物配位的配合物性质也进行了大量工作，Co²⁺与含氮化合物配位后，可以有效地吸附氧分子，进一步形成过氧以及超氧物种，而Co²⁺则被氧化成Co³⁺，并且Co²⁺和Co³⁺之间的转变具有可逆性，这可以有效利用在催化中。此外，K⁺可以促进催化剂对甲醛的吸附，从而进一步提高催化剂的氧化活性。

若能采取沉积沉淀法将钴组分沉淀在活性炭表面，然后采用含钾离子的氨水溶液与钴离子形成配合物，进一步干燥处理制得用于甲醛低温氧化的催化剂，将具有非常重要的意义。

[发明内容]

本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种用于甲醛低温催化氧化的催化剂，有效地提高了催化剂中对氧的吸附和活化能力，进一步增加了催化剂的活性，解决了现有技术中的用于甲醛低温催化氧化的催化剂催化效果不佳的技术问题。

为实现上述目的设计一种用于甲醛低温催化氧化的催化剂，由钴氨配合物、活性炭和K₂O组成，该催化剂的制备过程中，将硝酸钴、硝酸钾、活性炭和氨水的投料量分别折算成钴、钾、碳和氮原子，Co的摩尔百分比为12.3～33％，K 的摩尔百分比为1.0～2.9％，C的摩尔百分比为33～49.4％，N的摩尔百分比为 24.7～49.1％。

进一步地，所述Co的摩尔百分比为19.4～24.7％，所述K的摩尔百分比为 1.2～2.9％，所述C的摩尔百分比为38.8～49.4％，所述N的摩尔百分比为 24.7～38.8％。