[发明专利]一种常温高效催化氧化甲醛催化剂、制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于催化剂材料、环境催化和环境保护领域，具体涉及一种常温高效催化氧化甲醛催化剂、制备方法及应用。

背景技术

甲醛是一种典型的可挥发性有机化合物，也是一种可致癌性化合物。长期接触甲醛会增大患上特殊癌症的几率，对人们的健康造成严重影响。室内甲醛主要来源于装饰材料中的胶黏剂、涂料、油漆等，其甲醛的释放周期一般都在5~15年，因此，研制高效的甲醛净化材料具有重要的应用价值。

目前，净化甲醛的方法主要有通风换气法、物理吸附法、臭氧化法、等离子体技术、植物吸收法、光催化氧化法及催化氧化法等。其中，催化氧化法由于能耗较低、方便快捷、无二次污染，是研究比较热门的方法。催化氧化法在较低温度下就可以将甲醛完全分解成无害的H₂O和CO₂，该技术的核心是开发高性能的催化剂。专利CN 105879908 A公开了一种常温下氧化甲醛的多孔载体载Ag_x-Pd的制备方法，多孔载体是经过钛酸四丁酯及硅烷偶联剂改性，活性组分为核-粒结构的Ag_x-Pd纳米材料，其特征在于多孔载体经过改性提高了其疏水性，防止了甲醛催化氧化产生的水分子以及空气中的水分子在载体上的吸附。专利【CN 105665021 A】公开了一种甲醛降解用催化剂，所述催化剂为钒、钼杂多金属氧酸盐催化剂，其甲醛的降解率达到60%~95%。但是上述催化剂的性能评价中未考察空气湿度对催化剂性能的影响。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种常温高效催化氧化甲醛催化剂、制备方法及应用，所述催化剂在具有优异的催化性能前提下，具有高的稳定性和抗湿性能，适用于封闭、半封闭空间甲醛污染物的净化。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种常温条件下用于室内甲醛净化的高效催化剂，按质量百分比，包括以下组分：贵金属活性组分0.1～1.0%；助剂0.5～8.0%；余量介孔氧化物载体。

所述的介孔氧化物载体选自三氧化二铝、二氧化钛、二氧化硅、氧化铈、氧化钴、氧化锰中的至少一种。

所述的贵金属活性组分选自Pd、Pt、Au、Ag中的至少一种。

所述的助剂为Na、K、Fe、Co、Ce、Ni中的至少一种。

一种常温条件下用于室内甲醛净化的高效催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1）将介孔氧化物载体在搅拌条件下分散于去离子水中，然后同时加入0.1～1.0%的贵金属活性组分和助剂的前驱体，继续搅拌8~24h；

2）将步骤1）中的悬浮液在加热条件下搅拌蒸发，蒸发温度为70~100℃，时间为3~8h；

3）将步骤2）蒸发后的所得物在70~100℃干燥8~24h，然后300~500℃焙烧4~6h，冷却后压片处理成40~60目催化剂。

所述催化剂使用前在5~10%H₂/N₂气氛下预还原0.5~1.5h。

所述催化剂用于室温甲醛净化。

本发明的催化剂对甲醛的催化氧化性能评价在微型固定床连续流动反应系统中进行，催化剂的用量为50mg。催化剂使用前在5~10%H₂/N₂气氛下预还原0.5~1.5h。反应条件如下：600ppm甲醛，21%O₂/N₂，相对湿度50%~90%，空速40000h^-1，温度20~30℃。

本发明具有如下有益效果：

与现有技术相比，本发明的催化材料室温下即可完全净化甲醛，催化活性高，且具有优异的稳定性和抗湿性能；催化剂制备步骤简单、周期短，易于操作，且催化剂性能重复性比好，容易实现工业化大生产。

本发明的催化剂在常温，相对湿度为50%~90%条件下可以将甲醛完全转化为二氧化碳和水；本发明的催化剂具有催化氧化活性高、抗湿能力强等特点，适用于封闭、半封闭空间甲醛污染物的净化。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明所涉及的常温高效净化甲醛催化剂的制备方法及其应用作进一步详细说明，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。

实施例1：

一种常温条件下用于室内甲醛净化的高效催化剂，按质量百分比，包括以下组分：贵金属活性组分Pd为0.1～1.0%；助剂Na为0.5～8.0%；余量为三氧化二铝。

实施例2：