[发明专利]一种用于甲醛催化氧化反应的催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供的一种用于甲醛催化氧化反应的催化剂，包括以下原料：贵金属可溶性盐溶液1.5～2.5ml、氧化石墨烯载体8～12g和去离子水20～30ml；所述贵金属可溶性盐溶液为铂可溶性盐溶液、钌可溶性盐溶液、钯可溶性盐溶液和金可溶性盐溶液中的至少两种；本发明具有低成本、高效催化甲醛的有益效果，适用于催化剂领域。

技术领域

本发明涉及催化剂的技术领域，具体涉及一种用于甲醛催化氧化反应的催化剂及其制备方法。

背景技术

甲醛是重要的室内污染物，具有明确的致癌和致畸隐患。目前，甲醛污染的治理方式主要有通风换气法、生物净化法、物理吸附法、等离子法、光催化氧化法及催化氧化法等。其中通风换气法和生物净化法应用场景存在局限，净化效果不稳定；物理吸附法存在吸附材料饱和再生问题，难以长期持续工作；等离子法和光催化氧化法虽效果较好，但处理产物可能存在二次污染。与上述方法相比，催化氧化法甲醛转化效率高，气体处理量大，处理完全且不存在吸附饱和，过程能耗较低，不产生二次污染，在实际应用中操作条件容易控制，工艺流程简单，已成为室内空气污染治理技术研究的热点。

甲醛催化氧化反应的关键在于催化剂活性中心的选择和催化剂的结构。作为广泛应用的催化材料，贵金属具有未填满的d电子轨道，表面易吸附反应物，吸附强度适中，利于形成“活性中间产物”，贵金属催化剂活性和稳定性均较好，是甲醛催化氧化反应中最常用的催化材料。然而，贵金属储量稀少，价格昂贵，其用量严重影响了催化剂的原料成本。如何在较低负载量的条件下提高贵金属原子利用率，从而提高催化效率，已成为贵金属催化剂面向应用所亟需解决的关键问题。

目前，通过贵金属合金的合成、非贵金属助剂的掺杂以及载体种类和载体微观结构的调变，得到的贵金属物种在催化剂中依然以纳米团簇的形式存在，团簇体相中的大量原子未直接参与催化反应，贵金属原子的利用率还存在进一步提高的潜力。

发明内容

针对相关技术中存在的不足，本发明所要解决的技术问题在于：提供一种低成本、高效催化甲醛的用于甲醛催化氧化反应的催化剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于甲醛催化氧化反应的催化剂，包括以下原料：贵金属可溶性盐溶液1.5～2.5ml、氧化石墨烯载体8～12g和去离子水20～30ml；所述贵金属可溶性盐溶液为铂可溶性盐溶液、钌可溶性盐溶液、钯可溶性盐溶液和金可溶性盐溶液中的至少两种。

优选地，所述氧化石墨烯载体的比表面积为100～500m²/g。

优选地，所述贵金属可溶性盐溶液为贵金属的硝酸盐溶液。

优选地，所述贵金属可溶性盐溶液为硝酸铂溶液、硝酸钌溶液、硝酸钯溶液和硝酸金溶液中的至少两种。

优选地，所述硝酸铂溶液、硝酸钌溶液、硝酸钯溶液和硝酸金溶液的浓度范围均为：0.2～0.8g/ml。

本发明还提供了一种用于甲醛催化氧化反应的催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)称取原料；(2)制备溶液1：将贵金属可溶性盐溶液中加入去离子水，得到溶液1；(3)浸渍：将氧化石墨烯载体加入溶液1中，搅拌条件下浸渍6～24h，得到溶液2；(4)第一次干燥：将溶液2在80～120℃的温度下干燥12～24h；(5)洗涤：然后用碳酸钠溶液洗涤3～5次；(6)第二次干燥：洗涤后在80～120℃的温度下干燥12～24h；(7)焙烧：然后在氮气气氛下350～450℃的温度下焙烧1～3h；(8)然后冷却、造粒即可。

优选地，所述氧化石墨烯载体的比表面积为100～500m²/g。

优选地，所述贵金属可溶性盐溶液为贵金属的硝酸盐溶液。

优选地，所述贵金属可溶性盐溶液为硝酸铂溶液、硝酸钌溶液、硝酸钯溶液和硝酸金溶液中的至少两种。

本发明的有益技术效果在于：