[發明專利]一種常溫高效催化氧化甲醛催化劑、制備方法及應用

在審

• 申請號: 201710362231.0
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107096527A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 盧素紅;陳參昌;黃風林;范崢
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: B01J23/38
• 分類號: B01J23/38;B01J23/58;B01J23/63;B01J23/89;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司61202
• 代理人: 第五思軍

技術領域

本發明屬于催化劑材料、環境催化和環境保護領域，具體涉及一種常溫高效催化氧化甲醛催化劑、制備方法及應用。

背景技術

甲醛是一種典型的可揮發性有機化合物，也是一種可致癌性化合物。長期接觸甲醛會增大患上特殊癌癥的幾率，對人們的健康造成嚴重影響。室內甲醛主要來源于裝飾材料中的膠黏劑、涂料、油漆等，其甲醛的釋放周期一般都在5~15年，因此，研制高效的甲醛凈化材料具有重要的應用價值。

目前，凈化甲醛的方法主要有通風換氣法、物理吸附法、臭氧化法、等離子體技術、植物吸收法、光催化氧化法及催化氧化法等。其中，催化氧化法由于能耗較低、方便快捷、無二次污染，是研究比較熱門的方法。催化氧化法在較低溫度下就可以將甲醛完全分解成無害的H₂O和CO₂，該技術的核心是開發高性能的催化劑。專利CN 105879908 A公開了一種常溫下氧化甲醛的多孔載體載Ag_x-Pd的制備方法，多孔載體是經過鈦酸四丁酯及硅烷偶聯劑改性，活性組分為核-粒結構的Ag_x-Pd納米材料，其特征在于多孔載體經過改性提高了其疏水性，防止了甲醛催化氧化產生的水分子以及空氣中的水分子在載體上的吸附。專利【CN 105665021 A】公開了一種甲醛降解用催化劑，所述催化劑為釩、鉬雜多金屬氧酸鹽催化劑，其甲醛的降解率達到60%~95%。但是上述催化劑的性能評價中未考察空氣濕度對催化劑性能的影響。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本發明的目的是提供一種常溫高效催化氧化甲醛催化劑、制備方法及應用，所述催化劑在具有優異的催化性能前提下，具有高的穩定性和抗濕性能，適用于封閉、半封閉空間甲醛污染物的凈化。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種常溫條件下用于室內甲醛凈化的高效催化劑，按質量百分比，包括以下組分：貴金屬活性組分0.1～1.0%；助劑0.5～8.0%；余量介孔氧化物載體。

所述的介孔氧化物載體選自三氧化二鋁、二氧化鈦、二氧化硅、氧化鈰、氧化鈷、氧化錳中的至少一種。

所述的貴金屬活性組分選自Pd、Pt、Au、Ag中的至少一種。

所述的助劑為Na、K、Fe、Co、Ce、Ni中的至少一種。

一種常溫條件下用于室內甲醛凈化的高效催化劑的制備方法，包括如下步驟：

1）將介孔氧化物載體在攪拌條件下分散于去離子水中，然后同時加入0.1～1.0%的貴金屬活性組分和助劑的前驅體，繼續攪拌8~24h；

2）將步驟1）中的懸浮液在加熱條件下攪拌蒸發，蒸發溫度為70~100℃，時間為3~8h；

3）將步驟2）蒸發后的所得物在70~100℃干燥8~24h，然后300~500℃焙燒4~6h，冷卻后壓片處理成40~60目催化劑。

所述催化劑使用前在5~10%H₂/N₂氣氛下預還原0.5~1.5h。

所述催化劑用于室溫甲醛凈化。

本發明的催化劑對甲醛的催化氧化性能評價在微型固定床連續流動反應系統中進行，催化劑的用量為50mg。催化劑使用前在5~10%H₂/N₂氣氛下預還原0.5~1.5h。反應條件如下：600ppm甲醛，21%O₂/N₂，相對濕度50%~90%，空速40000h^-1，溫度20~30℃。

本發明具有如下有益效果：

與現有技術相比，本發明的催化材料室溫下即可完全凈化甲醛，催化活性高，且具有優異的穩定性和抗濕性能；催化劑制備步驟簡單、周期短，易于操作，且催化劑性能重復性比好，容易實現工業化大生產。

本發明的催化劑在常溫，相對濕度為50%~90%條件下可以將甲醛完全轉化為二氧化碳和水；本發明的催化劑具有催化氧化活性高、抗濕能力強等特點，適用于封閉、半封閉空間甲醛污染物的凈化。

具體實施方式

以下結合具體實施例對本發明所涉及的常溫高效凈化甲醛催化劑的制備方法及其應用作進一步詳細說明，但是本發明的保護范圍并不限于這些實施例。

實施例1：

一種常溫條件下用于室內甲醛凈化的高效催化劑，按質量百分比，包括以下組分：貴金屬活性組分Pd為0.1～1.0%；助劑Na為0.5～8.0%；余量為三氧化二鋁。

實施例2：