[發(fā)明專利]一種具有室溫去除CO功能的雙負載化納米Au復合材料

有效

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• 申請日: 2010-03-31
• 公開（公告）號: CN101791554A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發(fā)明（設計）人: 付賢智;戴文新;劉軍峰;陳旬;李朝暉;劉平;王緒緒;丁正新;鄭華榮
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B01J23/52
• 分類號: B01J23/52;B01J21/06;B01D53/86;B01D53/62
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

????本發(fā)明屬于室內(nèi)去除一氧化碳領域，更具體涉及一種具有室溫去除CO功能的雙負載化納米Au復合材料的制備技術。

背景技術

CO作為常見的一種氣體污染物易與人體內(nèi)的血紅蛋白結合，造成機體缺氧，引發(fā)中毒現(xiàn)象。室內(nèi)煤氣使用不當、冬天室內(nèi)燒木炭取暖都易引起CO中毒。因此，CO的室溫去除具有較高的實用價值。此外，室溫CO去除在CO₂激光器中的氣體純化、CO氣體探測器、呼吸用氣體凈化裝置以及減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的CO排放中起重要作用。目前，較佳的室溫去除CO方法是催化氧化法，常見的室溫催化氧化CO催化劑主要以Au、Pd、Pt?等為主要活性組分的負載型催化劑。其中，負載在氧化物載體，如TiO₂，Al₂O₃等表面的納米Au粒子催化劑其低溫催化氧化CO活性最佳。這種單負載型納米Au催化劑是將Au納米粒子直接負載在氧化物載體表面。由于氧化物載體本身通常以粉末形式存在，其需要成型（如球狀、條狀）才能在實際場合使用，但成型后的催化劑在使用時，一方面其單位質(zhì)量催化劑與反應氣的有效接觸面積較小，導致Au活性組分的單位質(zhì)量活性較低；另一方面其堆積密度高導致風阻過大，致使其工作的大功率風機易產(chǎn)生噪音，嚴重影響其在室內(nèi)環(huán)境中、特別是生活起居室中的使用。為此，若能將此負載型納米Au催化劑制成片狀或薄膜狀材料，可促進活性組分Au與反應氣的接觸，有可能在小功率風機驅(qū)動或無動力驅(qū)動下充分發(fā)揮其催化氧化CO的性能。然而，常規(guī)氧化物載體粉末一方面難以成型成大面積的片狀或薄膜形式，另一方面也難以牢固附著在片狀基底材料表面。因此，如何制得附著牢固且能充分發(fā)揮納米Au催化劑室溫催化氧化去除CO功能的復合片狀或薄膜材料，是此類催化劑得以在室內(nèi)環(huán)境中廣泛應用的重要條件。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對常規(guī)室溫催化氧化去除CO的單負載化納米Au催化劑存在的結構形狀、單位質(zhì)量Au活性較低等方面的缺陷，提供一種具有室溫去除CO功能的雙負載化納米Au復合材料，其目的是通過二次負載先后將常規(guī)單負載化納米Au催化劑中的二氧化鈦載體和Au活性組分牢固地負載在片狀基底材料表面，提高催化劑中二氧化鈦載體和活性組分Au的分散度，促進活性組分與反應氣氛的有效接觸，進而提高單位質(zhì)量Au的催化氧化去除CO的活性，以降低催化劑的成本；同時，使催化劑在小功率風機驅(qū)動或無動力驅(qū)動下可充分發(fā)揮其催化氧化去除CO的功能，以簡便應用于一般空氣凈化器和光催化空氣凈化器等氣體凈化裝置中。

本發(fā)明的技術方案如下：

先在成型基底材料表面負載二氧化鈦，而后在此基礎上負載納米Au粒子，制得具有室溫氧化去除CO功能的雙負載化納米Au復合材料。

其中所述的成型基底材料為疏松多孔材料或致密基底材料；所述的疏松多孔材料為玻璃纖維、活性碳氈、泡沫塑料或泡沫金屬；所述的致密基底材料為金屬、玻璃、塑料或陶瓷。

所述負載二氧化鈦的過程是將以溶膠凝膠法制得的二氧化鈦溶膠涂覆在成型基底材料表面，而后烘干；所述負載納米Au粒子的過程是將已負載二氧化鈦的成型基底材料浸漬在用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為8～14的氯金酸溶液中，烘干后用硼氫化鈉溶液還原，最后用去離子水洗滌干凈，而后烘干。

本發(fā)明得到的具有室溫去除CO功能的雙負載化納米Au復合材料，可組裝在氣體凈化裝置中（包括空氣凈化器、光催化空氣凈化器），用于密閉空間CO的去除凈化，也可直接用于室內(nèi)CO的室溫氧化去除。

本發(fā)明的顯著優(yōu)點在于：

(1)????????????與常規(guī)單負載化Au催化劑相比，本發(fā)明的雙負載化Au復合材料分先后將氧化物載體和Au納米粒子分步分散在基底材料表面，其制得的雙負載化Au催化劑具有高度分散的特點，有利于催化劑與反應氣氛的接觸，有效地提高單位質(zhì)量Au的催化氧化CO活性，從而降低催化劑的成本。

(2)????????????本發(fā)明的具有室溫去除CO功能的雙負載化納米Au復合材料，氣體經(jīng)過材料表面時氣阻小，在小功率風機驅(qū)動或無動力驅(qū)動下充分發(fā)揮其催化氧化去除CO的性能，可方便地應用于一般氣體凈化裝置中（空氣凈化器和光催化空氣凈化器）。

(3)????????????本發(fā)明技術可避免常規(guī)單負載化Au催化劑使用時所需的擠壓成型工藝，而且溶膠態(tài)的二氧化鈦負載在基底材料表面時附著牢固，不易掉粉。

附圖說明

圖1是雙負載化納米Au復合材料的結構示意圖。

1-基底材料，2-二氧化鈦載體，3-Au納米粒子。