[發(fā)明專利]一種高效催化甲醛轉(zhuǎn)化催化劑的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210549364.6
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN103071492A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王勤;張軍;賈文靜;劉寶倉;劉永欣;劉洋;荊鵬;胡文婷;于勝利
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古大學(xué)
• 主分類號: B01J23/66
• 分類號: B01J23/66;B01D53/86;B01D53/72
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高效催化甲醛轉(zhuǎn)化催化劑的制備方法。

背景技術(shù)

甲醛(HCHO)是一種典型的裝修型室內(nèi)空氣污染物，在室溫下極易揮發(fā)，隨著溫度的升高，揮發(fā)速度加快。甲醛對人體的危害，主要表現(xiàn)在會引起在嗅覺異常、刺激、過敏、肺功能異常、肝功能異常和免疫功能異常等方面。因此，有效降低室內(nèi)空氣中甲醛的含量以及其他有害氣體已經(jīng)成為當(dāng)今室內(nèi)環(huán)境保護的一項重要內(nèi)容。

催化氧化技術(shù)是目前公認的最理想的消除甲醛的方法，利用催化氧化反應(yīng)可以在常溫常壓下將甲醛轉(zhuǎn)化為無毒的CO₂和H₂O，并且消除HCHO效率高、處理量大、沒有二次污染，對低濃度甲醛污染的處理極為有效。

常見的催化劑有二氧化鈰、二氧化鋯、二氧化鈦、三氧化二鋁、三氧化二鑭、氧化鎂、氧化鋅等。貴金屬金(Au)、鈀(Pd)等對甲醛催化轉(zhuǎn)化有特殊的作用，具有較高的活性，并且壽命長、耐高溫、能在接近室溫條件下有效地催化轉(zhuǎn)化甲醛等多種有害氣體。

本發(fā)明提供一種用于接近于室溫條件下催化轉(zhuǎn)化低濃度甲醛的高活性催化劑，該催化劑以稀土氧化物為載體，并在稀土氧化物上負載貴金屬Au-Pd合金納米顆粒。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種高效催化甲醛轉(zhuǎn)化催化劑的制備方法，該方法是一種以CeO₂為載體，表面負載Au-Pd合金納米顆粒的催化劑的制備方法。利用本發(fā)明能夠獲得具有良好催化轉(zhuǎn)化活性的Au-Pd/CeO₂催化劑。在323K時，該催化劑可以將甲醛全部轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水。Au-Pd/CeO₂催化劑在使用時不需要其它附加的外在條件，可以節(jié)約能源。其制備方法是一種工藝簡單，操作容易，易于工業(yè)化生產(chǎn)的方法。

具體技術(shù)方案為：

一種高效催化甲醛轉(zhuǎn)化催化劑的制備方法，包括以下步驟：

1)載體CeO₂的制備

將5mmol的Ce(NO₃)₃·6H₂O和10mmol表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶于30ml乙醇和10ml去離子水中，在室溫下攪拌，使之混合均勻，將Ce(NO₃)₃·6H₂O混合溶液轉(zhuǎn)入到特制反應(yīng)容器中密封，并置于160℃烘箱中反應(yīng)2.5小時。反應(yīng)結(jié)束后，產(chǎn)物離心分離，干燥后得到CeO₂載體；

2)CeO₂載體表面負載貴金屬Au-Pd合金納米顆粒

配制HAuCl₄·4H₂O和PdCl₂溶液，將其混合均勻，加入聚乙烯醇(PVA)溶液，溶液經(jīng)強力攪拌，轉(zhuǎn)速為800r/min，，混合均勻后加入硼氫化鈉溶液(NaBH₄)，并用硫酸調(diào)節(jié)溶液的pH值至1，攪拌30min。將步驟1)所得的CeO₂載體在攪拌條件下逐量加入到混合溶液中，持續(xù)攪拌2h，之后靜置24h，將沉淀離心、洗滌，干燥后得到Au-Pd/CeO₂催化劑。

所述Ce(NO₃)₃·6H₂O混合溶液在160℃反應(yīng)，反應(yīng)時間為2.5h。

所述HAuCl₄·4H₂O和PdCl₂溶液的濃度為均為1g/L，PdCl₂溶液的用量為11ml，HAuCl₄·4H₂O溶液的用量為25ml。

所述聚乙烯醇(PVA)溶液質(zhì)量濃度為1wt％，加入量為2.2ml。

硼氫化鈉溶液濃度為0.1mol/L，加入量為6ml。

所述載體為純鈰鹽，純度(CeO₂/TREO)為98％-99.99％。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明所述方法制備的催化劑Au-Pd/CeO₂，有高效的催化甲醛轉(zhuǎn)化性能。通過甲醛催化轉(zhuǎn)化實驗證明，Au-Pd/CeO₂催化劑可以在50℃時將甲醛全部轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，并且具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。制備工藝簡單，操作方便，對于室內(nèi)空氣的凈化有很好的功效。

附圖說明

圖1：本發(fā)明制備方法得到的CeO₂的掃描電鏡和透射電鏡照片；