[发明专利]一种室温下高效去除甲醛的负载型催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于催化剂及环境催化领域，特别涉及一种室温下高效去除甲醛的负载型催化剂及其制备方法和应用。本发明首先制备了δ‑MnO₂，然后用抗环血酸对δ‑MnO₂进行前处理，使其表面进行电荷转移过程，在δ‑MnO₂表面上生成足够数量的Mn³⁺缺陷位，用来锚定铂原子，制备出以δ‑MnO₂为载体负载铂原子的催化剂，并将之用于室温下可高效催化分解甲醛的材料。在25℃，常压下，甲醛浓度为20ppm时，经过1h的催化氧化，甲醛的降解率达到了95％,表现出优异的催化分解甲醛的催化活性，具有很好的实用性。

技术领域

本发明属于催化剂及环境催化领域，特别涉及一种室温下高效去除甲醛的负载型催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

甲醛是一种重要的经济化学品，但同时也是一种无色伴随有强烈刺激性气味的有毒气体，被世界卫生组织认定为严重的环境污染物之一，是造成人类罹患癌症和畸变等严重疾病的罪魁祸首之一。目前，现代人的一生有80％的时间是在室内度过，室内空气质量问题已引起人们密切的关注。因此，室内空气污染已成为亟待解决的重大问题，如何消除室内空气中的甲醛，满足严格的环境标准和人类健康的需要成为人们研究的热点。

目前，国内外已经出现了多种空气净化技术来消除室内空气中甲醛的污染，主要有吸附法、生物降解法、光催化氧化法、等离子体氧化法、臭氧氧化法和热催化氧化法等。吸附法是一种传统法方法，虽然能够去除甲醛，但受到吸附剂的吸附平衡、失活和重新更换等问题限制，不是一种很好的去除甲醛的方法；光催化法、等离子体和臭氧氧化法虽然能有效消除室内甲醛，但是需要光源和额外的设备，并且在催化甲醛氧化过程中还易产生有毒的副产物；生物降解法是一个环境友好的方法，能够有效的去除甲醛，但是降解甲醛速率较低，而且微生物的生命周期是很大的限制条件。热催化氧化法能够在室温下将室内空气中的甲醛气体完全催化氧化为二氧化碳和水，没有二次污染，且对低浓度的甲醛响应度高，反应迅速，并且反应过程中节省能源、操作简单、环境友好，其高效的甲醛消除能力成为广受瞩目的研究热点。

室温下催化分解甲醛的方法具备高效、安全稳定、经济的特点，备受学界关注。δ-MnO₂层状结构是通过共享[MnO₆]八面体边缘形成2D层状结构。该材料能提供较大的比表面积和具有一定的抗湿性能，因而有着优异的离子交换性和良好的氧化还原性能，此外还具备优良的孔道效应、吸附效应，使其有利于吸附甲醛和分解甲醛过程的进行，并具有很大的环境催化潜力,可以用以催化甲醛氧化，但要在高温下才具有很好的活性。而铂贵金属具有优秀的活性，能够在室温下催化甲醛氧化。那么铂贵金属负载在δ-MnO₂，能够在室温下用以催化甲醛氧化，使甲醛转化成二氧化碳和水。但现有技术中并没有将铂贵金属负载在δ-MnO₂作为分解甲醛的材料的报道。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种室温下高效去除甲醛的负载型催化剂的制备方法，本发明首先制备了δ-MnO₂，然后用抗环血酸对δ-MnO₂进行前处理，使其表面进行电荷转移过程，在δ-MnO₂表面上生成足够数量的Mn³⁺缺陷位，用来锚定铂原子，制备出以δ-MnO₂为载体负载铂原子的催化剂，并将之用于室温下可高效催化分解甲醛的材料。

本发明另一目的在于提供上述方法制备的室温下高效去除甲醛的负载型催化剂。

本发明再一目的在于提供上述室温下高效去除甲醛的负载型催化剂的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种室温下高效去除甲醛的负载型催化剂的制备方法，包括以下步骤：