[发明专利]一种二氧化钛修饰的活性炭负载银单原子催化剂及其在氧化甲醛中的应用

说明书

本发明涉及一种二氧化钛修饰的活性炭负载银单原子催化剂及其在氧化甲醛中的应用，包括活性炭的预处理、二氧化钛修饰的活性炭载体的制备和二氧化钛修饰的活性炭负载银单原子的制备三个步骤，得到一种二氧化钛修饰的活性炭负载银单原子催化剂。与现有技术相比，本发明以二氧化钛修饰的活性炭为载体，银单原子形貌特征呈均匀规则，并且在室温下对甲醛具有良好的催化性能和稳定性，并且制备工艺简单，适于产业化生产，具有较高的经济价值。

技术领域

本发明属于催化剂领域，尤其是涉及一种二氧化钛修饰的活性炭负载银单原子催化剂及其在氧化甲醛中的应用。

背景技术

室内装饰材料所释放的甲醛是威胁人体健康的重要室内污染物之一，有致癌作用，尤其对新生儿、幼儿、老年人的毒害作用更大。因此对于甲醛的去除极其重要。目前活性炭吸附是一种净化甲醛的常用方法，但活性炭较易吸附非极性化合物，对甲醛等极性分子吸附效果较差，而且活性炭的孔隙也可能被一些杂质堵塞而严重影响吸附效果。光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称，国际上治理室内环境污染的最安全的材料之一。光触媒在紫外线光的照射下，会产生类似光合作用的光催化反应，产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧，具有很强的光氧化还原功能，可氧化分解各种有机化合物和部分无机物，能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质，可杀灭细菌和分解有机污染物，把有机污染物分解成无污染的水和二氧化炭，因而具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁、净化空气功能。

近年来，将银设计为单原子催化剂，由于其自身所具有的单原子尺寸效应，具有良好的的吸附脱附能，因此具有良好催化性能。为了既要保证贵金属催化剂的使用效果，又要降低使用量节约成本，但是目前报道的很多方法制备的银金属催化剂粒子为纳米尺寸，银金属原子利用率低，室温降解效果差。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有良好的催化性能，并且制备工艺简单的二氧化钛修饰的活性炭负载银单原子制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

二氧化钛修饰的活性炭负载银单原子的制备方法，采用以下步骤：

活性炭的预处理

将活性炭在强氧化剂溶液中控制温度强力搅拌反应，冷却至室温后，过滤，水洗，然后真空干燥，密封保存；

二氧化钛修饰的活性炭载体的制备

称取预处理过的活性炭加入二氧化钛溶液中，恒温超声振荡，得到二氧化钛修饰的活性炭载体的悬浊液；

二氧化钛修饰的活性炭负载银单原子的制备

将二氧化钛修饰的活性炭载体，稳定剂和银前驱体溶解在去离子水中，在低温下，将还原剂溶液缓慢加入，反应。多次洗涤，真空干燥后得到二氧化钛修饰的活性炭负载银单原子。

步骤（1）中所述的强氧化剂为过硫酸铵，浓硝酸，高锰酸钾，浓硫酸中的任意一种或多种组合。

步骤（1）中的温度为40℃到190℃。

步骤（1）中的强氧化剂与活性炭的质量比为0.1%-5000%。

步骤（2）中活性炭与二氧化钛得质量比为0.9%-900%。

步骤（2）中恒温温度为20℃到90℃。

步骤（2）中超声震荡时间为1分钟到300分钟。

步骤（3）中的中的稳定剂为抗坏血酸，柠檬酸钠，水性醋酸乙烯酯，，丙烯酸酯，乙二胺四乙酸, 柠檬酸三丁酯，乙二胺四乙酸二钠，乙二胺四乙酸四钠，乙二胺四乙酸铁钠的任意一种或多种。