[發明專利]一種Pt/Al2O3催化劑及其在甲醛室溫催化氧化中的應用

無效

• 申請號: 201310589211.9
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103599774A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 嚴新煥;敖平
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B01J23/42
• 分類號: B01J23/42;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;俞慧

技術領域

本發明涉及一種Pt/Al₂O₃催化劑及其在甲醛催化氧化中的應用，尤其是在甲醛室溫催化氧化中的應用。

背景技術

甲醛（HCHO）又名蟻醛，是揮發性有機物（VOCs）的一種，是無色、具有強烈氣味的刺激性氣體。廣泛存在于裝修過的居室、商場、賓館、辦公室中，由于裝修和家具制造要使用大量人造板，而生產人造板需大量使用毒性高的甲醛為原料制造的膠粘劑，由于膠粘劑中的甲醛釋放期一般長達15年，導致甲醛成為室內空氣中的主要污染物。我國國家標準規定的室內空氣中甲醛污染物的濃度限值是0.08mg/m³。如果長期接觸低劑量甲醛會給人們身體健康造成了極大的危害，主要表現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。隨著環保意識的提高，人們對室內甲醛污染愈發關注，近年來因室內甲醛濃度超標引起的投訴案例也是屢見報道。因此，研究甲醛凈化技術來有效消除室內甲醛污染已成為改善人們生活環境的迫切任務，更是目前廣泛關注的環保問題之一。

甲醛的去除方法一般有吸附法、等離子體法、化學反應法、催化氧化法等。吸附法最常用的是多孔炭材料(包括蜂窩狀活性炭，球狀活性炭，活性炭纖維，新型活性炭)、分子篩、沸石、活性氧化鋁以及硅膠等，此種方法操作比較簡單，但吸附劑需定期更換，易產生二次污染。等離子體法對甲醛具有一定的凈化效率，但是在凈化過程中易產生CO、O₃和NO_x等有害的氣體，而且等離子體發生設備價格昂貴，能耗也較高。化學反應法是通過選用合適的化學物質與甲醛發生化學反應以達到去除甲醛的目的，該法雖然在短期內對室內空氣中的低濃度甲醛的去除是有效的，但是一旦化學試劑失效，它也就失效，另外，化學試劑的使用可能引起二次污染。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害的H₂O和CO₂，是公認的高效、環保，能從根本上消除甲醛污染的方法。相比較而已，催化氧化法具有很高的脫除效率和使用壽命。通常，貴金屬金(Au)、鈀(Pd)、鉑(Pt)等對甲醛催化轉化有特殊的作用，具有較高的活性，能在較低溫度條件下有效地催化轉化甲醛等多種有害氣體。

專利CN1698932A發明了一種負載在堇青石上的納米金催化劑，該催化劑在反應氣停留時間為0.4—0.45秒的條件下，可以將環境存在的低濃度的甲醛完全消除。溫度為80—100℃、但需要附加外在的加熱條件，使用較為不便。該催化劑制備過程較簡單、成本低、無二次污染，但甲醛的完全轉化所需溫度較高，不能用于室溫下甲醛的消除。

專利CN101380574A報道了一種用于室溫條件下催化完全氧化低濃度甲醛的高選擇性Pt基催化劑，而需要在外加堿的情況下能保持比較長時間的穩定性。

發明內容

本發明的首要目的在于提供一種Pt/Al₂O₃催化劑，該催化劑制備工藝簡單，原料來源廣泛且可回收利用，催化活性高，穩定性好。

本發明的第二個目的是提供所述Pt/Al₂O₃催化劑在甲醛催化氧化中的應用，該催化劑能在室溫下實現甲醛完全氧化，還能夠在不需要外加堿的情況下實現催化劑極好的穩定性。

下面對本發明的技術方案做具體說明。

本發明提供了一種Pt/Al₂O₃催化劑，是一種活性組分與載體間通過自組裝的方式組合成的催化劑，其按照如下方法制備：將Pt₂(dba)₃加入到碳酸丙二醇酯中得到混合物，并將該混合物在1-3MPa氫氣氣氛中于室溫下進行攪拌反應,1-2h后停止攪拌并取出溶液，得到含有Pt納米顆粒的溶液；將得到的含有Pt納米粒子的溶液和Al₂O₃載體混合，磁力攪拌使Pt納米粒子完全吸附于Al₂O₃載體上，過濾，焙燒得到Pt/Al₂O₃催化劑。

進一步，Pt/Al₂O₃催化劑中Pt的負載量（質量分數）為0.1～1%，優選1%。

進一步，混合物在3MPa氫氣氣氛中進行反應，反應時間為2小時。

進一步，過濾溶液后，濾液可回收利用。

進一步，焙燒溫度為200-400℃，焙燒時間為1～4小時。