[发明专利]一种低温净化甲醛的整体式催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低温净化甲醛的整体式催化剂及其制备方法，该催化剂采用泡沫金属作为载体，以贵金属纳米粒子作为催化活性位点，所述贵金属纳米粒子的负载量为0.5‑2％；该催化剂制备过程包括贵金属纳米粒子的制备、载体预处理、载体薄膜制备、纳米粒子负载、催化剂活化。本发明制得的催化剂通过碱金属对甲醛催化氧化分解过程的促进作用，降低反应所需的温度条件，使得在室温条件下便可以将甲醛完全分解为水和二氧化碳，满足工业和商业化应用的基本需求。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，涉及一种甲醛催化剂，具体涉及一种低温净化甲醛的整体式催化剂及其制备方法。

背景技术

随着人类科技水平的进步，生活环境逐步从室外移至室内，室内空间成为人类生存和活动的重要场所。城市居民每天70-90％的时间在各种室内环境中度过，室内环境质量的优劣不仅影响人们的工作效率，亦与人体健康息息相关。在物质生活水平的提高的同时，空气污染物的来源和种类日趋增多，人们接触有害物质的种类和数量比以往也明显增多，一系列挥发性有机污染物的危害逐步显现出来。在众多挥发性有机污染物中，甲醛是一种有害气体，对人类生态环境特别是室内生态环境产生极大破坏，即使是低浓度的甲醛，长期接触也会直接或者间接引发一系列的疾病，损害人体的健康，造成人员或财产的损失。因而如何改善室内空气质量，剔除和净化空气中的甲醛气体，也越来越受到国内外学者和研究人员的重视和关注。

经过几十年的探索，科研人员对甲醛的净化方法展开了大量的研究，取得了显著的成果，开发了种类繁多，适用范围广泛的甲醛净化方法，如生物降解、膜分离、光催化、等离子法等。而在近些年，催化氧化技术以催化效率高、催化性能稳定、不产生二次污染等优点进入大众的视线，正逐步替代传统的物理或者化学吸附方法，在催化剂的作用下，空气中的甲醛可以直接分解为二氧化碳和水，这种简单易行的方式无疑将成为净化室内空气环境的最佳选择。随着环境产业的发展和环保意识的提升，人们对甲醛净化方法提出了更高的要求，净化效率高、净化效果稳定、对环境友好的净化剂和净化方法也逐步成为材料和环境领域研究的热点。

专利CN 104174395A、CN 103691436A和CN 104338528A公开了一种贵金属基的甲醛催化剂，在室温条件下对甲醛的净化效率均能达到95％以上，但载体均选取堇青石、活性炭等材料，因为材料本身塑性差的特点，在成型方面的选择较少，无法适应特殊的工况要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种低温净化甲醛的整体式催化剂，能够加工成型，可在室温下将甲醛完全催化氧化为水和二氧化碳。

本发明的另一目的是提供上述低温净化甲醛的整体式催化剂的制备方法，工艺简单。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种低温净化甲醛的整体式催化剂，所述催化剂采用泡沫金属作为载体，以贵金属纳米粒子作为催化活性位点，所述贵金属纳米粒子的负载量为0.5-2wt％。

优选的，所述的泡沫金属采用泡沫钛、泡沫铝、泡沫镍中的一种。

优选的，所述的贵金属为铂或金。

本发明提供的低温净化甲醛的整体式催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)贵金属纳米粒子的制备：向含有贵金属的前驱体溶液中滴加还原剂溶液和保护剂，滴加完毕后加去离子水稀释，然后在10-80℃条件下搅拌6-10小时，制得纳米粒子胶体溶液；

(2)载体预处理：将泡沫金属载体原料置于混合酸溶液中浸泡5-15min，取出后置于去离子水中超声清洗30-60min，然后在50-70℃条件下干燥6-8h备用；

(3)载体薄膜制备：将步骤(2)预处理的载体置于管式炉中，在300-500℃条件下煅烧2-6h备用；