[发明专利]用于室温去除甲醛的铁氮掺杂催化剂的制备方法

说明书

本发明公开一种用于室温去除甲醛的铁氮掺杂催化剂的制备方法，制备步骤包括：(1)以稀硝酸溶液或者氢氧化钠溶液作为活性炭纤维的预处理溶液，然后将活性炭纤维浸泡其中进行预处理，预处理完成后进行洗涤、干燥得到改性活性炭纤维；(2)以硝酸铁、尿素、钛酸四丁酯和表面活性剂为原料制备得到改性二氧化钛溶胶；(3)将步骤(1)中的改性活性炭纤维加入到步骤(2)中的改性二氧化钛凝胶中，混合均匀进行煅烧得到所述甲醛催化剂。具有所述甲醛催化剂通过对催化剂以及其载体进行改性，并且不含贵金属成分，室温以及可见光下催化效率高，催化效率稳定的技术效果。

技术领域

本发明涉及过渡金属复合催化剂技术领域，具体的涉及一种新型高效低成本的用于室温去除甲醛的铁氮掺杂催化剂的制备方法。

背景技术

自19世纪90年代以来，室内空气净化便受到了广泛的关注。众所周知，通常情况下，人类80％的时间是在室内度过的，由于室内环境中各种排放源的存在，室内的空气质量可能比环境大气要差的多。甲醛不仅是室外大气中挥发性有机化合物的主要组成部分，也是最为熟知的一种室内空气污染物。它主要来自家具橱柜、胶合板地板以及其它室内陈设。在室温下,甲醛以气相的形式存在，是一种无色且高度氧化的、具有刺激性气味的难闻的气体。长时间或短时间暴露在含有甲醛(HCHO)的空气(例如，甲醛浓度超过健康阈值)中，可能会患上各种急性或慢性症状/疾病，包括头痛、头晕、虚弱乏力、感觉障碍、免疫力下降、嗜睡、记忆减退、神经衰弱、抑郁等，甚至可能患上呼吸功能障碍和中毒性肝损伤，包括肝细胞损伤和肝辐射能反常。

由于工业化和城市化使人类的生活质量不断提高，人们对室内环境中的空气质量和相关安全问题的关注越来越多。在已发表的文献中，报道了许多用于去除室内甲醛的技术或处理方法，例如吸附、过滤和氧化。其中，光催化氧化被认为是降低室内环境中甲醛浓度的一种经济且环保的方法。然而，进一步显著提高光催化剂降解甲醛的效率仍面临挑战。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，提供一种用于室温去除甲醛的铁氮掺杂催化剂的制备方法，所述甲醛催化剂通过对催化剂以及其载体进行改性，并且不含贵金属成分，室温以及可见光下催化效率高，催化效率稳定的高效催化剂。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于室温去除甲醛的铁氮掺杂催化剂的制备方法，制备步骤包括：

(1)以稀硝酸溶液或者氢氧化钠溶液作为活性炭纤维的预处理溶液，然后将活性炭纤维浸泡其中进行预处理，预处理完成后进行洗涤、干燥得到改性活性炭纤维；

(2)以硝酸铁、尿素、钛酸四丁酯(TBOT)和表面活性剂为主要原料制备得到改性二氧化钛溶胶；

(3)将步骤(1)中的改性活性炭纤维加入到步骤(2)中的改性二氧化钛凝胶中，混合均匀进行煅烧得到所述甲醛催化剂。

优选地，步骤(1)中活性炭纤维在预处理溶液中的浸泡时间为1～2小时，洗涤2-5次，干燥温度为100-150℃，干燥时间为12～24小时。

优选地，步骤(1)中预处理溶液的浓度为0.5～2.25mol/L。

优选地，步骤(2)中所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或聚乙二醇，所述的表面活性剂与钛酸四丁酯的质量比为1:15～60；当表面活性剂用量为0.116～0.465g时，硝酸铁用量为0.058～0.101g，尿素的用量为0.321～1.179g。

优选地，步骤(3)中的煅烧温度为350℃～450℃，煅烧时间为1～2小时。

优选的，步骤(2)中制备改性二氧化钛溶胶的过程，包括将硝酸铁、尿素、无水乙酸和去离子水进行混合的过程，其中的去离子水的添加量与钛酸四丁酯的质量比为6～18:7。

本发明的优点和有益效果：