[發明專利]一種甲醛催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201510389900.4
• 申請日: 2015-07-06
• 公開（公告）號: CN105013491B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 紀紅兵;黃勇潮;龍碑;周賢太;童葉翔;芮澤寶
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: B01J23/755
• 分類號: B01J23/755;B01J35/10;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 陳衛

技術領域

本發明涉及過渡金屬復合催化劑的技術領域，更具體地，涉及一種新型高效低成本的甲醛催化劑及其制備方法。

背景技術

隨著經濟的快速發展，人們對精神、物質生活水平的要求越來越高。而室內空氣污染物正日漸嚴重地危害人們的生活環境，甲醛作為最主要的危害物之一，已經引起了大量研究者的注意。甲醛有刺激性氣味，人對甲醛的嗅覺閾通常是0.06-0.07mg/m³。長期接觸低濃度的甲醛會引起頭痛、頭暈、乏力、感覺障礙、免疫力降低，并可出現瞌睡、記憶力減退或神經衰弱、精神抑郁等現象。而且研究人員分析，長期接觸甲醛增大了患上霍奇金淋巴瘤、多發性骨髓瘤、骨髓性白血病等特殊癌癥的幾率。因此，有效消除甲醛顯得至關重要。

目前，研究消除甲醛的方法主要有：吸附法、等離子體技術、化學反應法、光催化氧化法和熱催化氧化法等。吸附法有著吸附能力低、難以循環利用等缺點。而化學反應法的缺點主要在于化學試劑不安全、成本高、一次性使用等。總而言之，目前的這些方法都存在一些致命的缺陷，難以達到實際應用的要求。而熱催化氧化法作為最有前途的方法，也存在著一些缺陷，含有貴金屬的催化劑在室溫下催化性能好但成本高、易失活，如專利CN104226306A和CN102240549A中所制備的催化劑；而不含貴金屬的催化劑在室溫下則性能低下，難以達到實際應用，如專利CN101912784A和CN104209108A。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于克服現有甲醛催化劑的問題，提供一種新型高效低成本的甲醛催化劑。所述甲醛催化劑是不含貴金屬低成本、室溫下催化效率高、壽命長的高效催化劑。

本發明的另一目的在于提供一種新型高效低成本的甲醛催化劑的制備方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現：

一種甲醛催化劑，由以下步驟制備得到：

S1.以鎳鹽、鈷鹽、表面活性劑為原料制備得到納米片狀的NiCo₂O₄；

S2.將S1中所述納米片狀的NiCo₂O₄經堿性溶液改性，洗滌、烘干后得到所述甲醛催化劑。

本發明創造性地把鎳鹽、鈷鹽結合起來，通過添加表面活性劑使其團聚生成納米片花狀結構的NiCo₂O₄，大大增加了表面積，增加了甲醛在催化劑中的停留時間，增強吸附和催化甲醛的能力，使得氧化鈷和氧化鎳具有很好的協同效應，克服了傳統的氧化鈷和/或氧化鎳對催化甲醛所需的苛刻條件，如很高的催化溫度等，所述納米片狀的NiCo₂O₄的催化性能遠高于氧化鈷、氧化鎳或兩者的混合物。

再者，本發明使用堿性溶液修飾無貴金屬催化劑，使得高比表面的催化劑表面結合大量的羥基。羥基是甲醛分解的重要參與物，加快了分解過程，從本質上提高了催化活性。

優選地，所述甲醛催化劑由以下步驟制備得到：

S11.按質量比的鎳鹽、鈷鹽和表面活性劑制成溶液，于70℃～160℃條件下反應5～14h，得到第一中間體；

S12.將S11所述的第一中間體煅燒后，得到所述納米片狀的NiCo₂O₄；

S2.將S12中所述納米片狀的NiCo₂O₄加入到堿性溶液中并加熱處理，洗滌、烘干后，得到所述甲醛催化劑。

優選地，所述鎳鹽為硝酸鎳、氯化鎳、乙酸鎳、硫酸鎳中的一種或幾種；

鈷鹽為硝酸鈷、氯化鈷、乙酸鈷、硫酸鈷中的一種或幾種。

所述表面活性劑為六亞甲基四胺、尿素、十六烷基三甲基溴化銨等。

優選地，所述鎳鹽、鈷鹽和表面活性劑的質量比為1：1～3：2～4。進一步優選地，所述鎳鹽、鈷鹽和表面活性劑的質量比為1.5:2:4。

優選地，S12中的煅燒溫度為200℃～500℃，煅燒時間為1～5h。

優選地，所述S2中堿性溶液為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氨水、氫氧化鋇、氫氧化鈣中的一種或幾種。

優選地，所述S2中堿性溶液的濃度為0.1mol/L～5mol/L。

優選地，所述S2中加熱的溫度為25℃～100℃，加熱時間為1h～24h。

優選地，所述S2中用乙醇和/或水進行洗滌。