[發(fā)明專(zhuān)利]室溫消除甲醛的負(fù)載型活性炭催化材料及制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110327429.8
• 申請(qǐng)日: 2011-10-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103071489A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周潔;姚煒;劉洋;張豪杰;何丹農(nóng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海納米技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程研究中心有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01J23/66
• 分類(lèi)號(hào): B01J23/66;B01J23/63;B01J20/20;B01J20/32;A62D3/38;A62D101/28
• 代理公司: 上海東方易知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 31121
• 代理人: 唐莉莎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種催化材料及其制備方法，特別是涉及一種室溫消除甲醛的負(fù)載型活性炭催化材料及制備方法。

背景技術(shù)

在新裝修的住房及工作場(chǎng)所內(nèi)，由于廣泛使用大量的板材家具及裝飾材料所帶來(lái)的有害氣體污染尤其是甲醛氣體對(duì)人類(lèi)生存健康造成嚴(yán)重威脅。甲醛是一種一種無(wú)色有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體，能與蛋白質(zhì)結(jié)合，吸入高濃度甲醛后會(huì)出現(xiàn)呼吸道的嚴(yán)重刺激和水腫、眼刺痛、頭痛等不良反應(yīng)，嚴(yán)重的會(huì)危及生命。裝修材料中釋放的甲醛主要來(lái)自于粘合劑、涂料中，揮發(fā)性差，緩慢釋放長(zhǎng)達(dá)十幾年，因此研制室溫下消除甲醛的材料具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

甲醛的去除方法一般有吸附法，催化氧化法，生物脫除法，化學(xué)反應(yīng)法等。吸附法最常用的是活性炭，一般需要將活性炭改性以提高吸附性能。催化氧化法具有較高的脫除效率和使用壽命，能使甲醛在低溫下氧化分解為無(wú)害的H₂O和CO，是公認(rèn)的較為理想的甲醛脫除方法。

活性炭具有比表面積高，吸附性能好，負(fù)載于其上的貴金屬易回收等優(yōu)點(diǎn)，因此活性炭常被用作催化劑的載體。以活性炭為載體可提高活性組分的分散度及穩(wěn)定性，一般將活性炭通過(guò)強(qiáng)氧化劑處理、負(fù)載金屬氧化物加以改性來(lái)提高催化劑的性能。以活性炭為載體制備的催化氧化劑一般具有吸附和催化氧化的雙重功效。

經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)：文獻(xiàn)公開(kāi)了一種消除甲醛的負(fù)載型催化劑及其制備方法和用途，該催化劑是將金屬氧化物浸漬到惰性載體上經(jīng)焙燒后再負(fù)載貴金屬成分制得。催化劑所用的惰性載體為γ-Al₂O₃或介孔Al₂O₃或純硅介孔材料，貴金屬選自Pt、Ru、Rh、Pd、Au中的一種，金屬氧化物選自氧化鈰，氧化鈷，氧化鋅，氧化鐵，氧化鈦中的一種。該催化劑在低溫下能保持對(duì)甲醛較高的活性和穩(wěn)定性，可在無(wú)需其他附加裝置的條件下將甲醛催化氧化而轉(zhuǎn)化成無(wú)害的H₂O和CO，但在反應(yīng)溫度為100℃時(shí)甲醛轉(zhuǎn)化率僅為91.5％。

又經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，文獻(xiàn)公開(kāi)了一種用于消除甲醛的催化劑及其制備方法和用途。該催化劑以溶膠凝膠法或模板法制備復(fù)合氧化物載體，再將載體加入到貴金屬的鹽溶液中，經(jīng)洗滌、烘干、焙燒制得。在反應(yīng)溫度為40℃時(shí)，甲醛的最高轉(zhuǎn)化率可達(dá)94.6％，但并未對(duì)催化劑的使用壽命做評(píng)價(jià)，不能完全反映出催化劑對(duì)甲醛的凈化效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種室溫消除甲醛的負(fù)載型活性炭催化材料及其制備方法。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

該催化材料以強(qiáng)氧化劑處理過(guò)的活性炭為載體，經(jīng)金屬氧化物改性后負(fù)載貴金屬活性組分制備而成。

本發(fā)明提供一種室溫消除甲醛的負(fù)載型活性炭催化材料，其特征在于，所述催化材料質(zhì)量百分比組成為：貴金屬活性組分為0.1～2％、金屬氧化物為1～20％，活性炭載體78～98.9％。

所述的活性炭載體為塊狀蜂窩活性炭，孔隙率為50、100、150、200孔/平方英寸中的一種或其組合。

所述的貴金屬活性組分為金、鈀、釕、銠、鉑中的一種或其組合。

所述的金屬氧化物為氧化鋅、氧化鈷、氧化錳、氧化鈦、氧化鎂、氧化鋯、氧化鑭、氧化鈰、氧化釹中的一種或其組合。

本發(fā)明提供一種室溫消除甲醛的負(fù)載型活性炭催化材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

第一步、活性炭前處理：配制10％的硝酸和10％的雙氧水溶液混合均勻，將活性炭浸漬其中1～8小時(shí)，取出后于60～120℃烘干；

第二步、活性炭改性：配制所需濃度的金屬硝酸鹽溶液，將前處理過(guò)的活性炭等體積浸漬1～8小時(shí)后，于60～120℃烘箱中干燥干燥2～10小時(shí)；將干燥后的活性炭在真空或氮?dú)獗Ｗo(hù)下，于200～350℃焙燒1～4小時(shí)，制得改性活性炭；

第三步、負(fù)載活性組分：配制一定濃度的貴金屬氯化物溶液，20～60℃下等體積浸漬改性活性炭1～8小時(shí)后取出；配制一定濃度的硼氫化鈉(NaBH₄)溶液，20～60℃下還原取出的活性炭1～10小時(shí)，用去離子水洗滌，過(guò)濾，60～120℃干燥2～10小時(shí)，制得室溫消除甲醛的負(fù)載型活性炭催化材料。

第二步所述的金屬硝酸鹽為硝酸鋅、硝酸鈷、硝酸錳、硝酸鈦、硝酸鎂、硝酸鋯、硝酸鑭、硝酸鈰、硝酸釹中的一種或其組合。