[發明專利]一種高效分解甲醛的催化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201710417798.3
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN108993593B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 周小春;李淑萍;沈楊彬
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所;中國科學院大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;B01D53/86;B01D53/72;C02F1/72;C02F101/34
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

本發明公開了一種高效分解甲醛的催化劑，其包括作為活性組分的金屬絡合物以及用以負載所述金屬絡合物的多孔載體，所述金屬絡合物呈簇狀且均勻分布于所述多孔載體的表面。所述金屬絡合物包括[IrCp^*Cl₂]₂、[RhCp^*Cl₂]₂、[Ir(COD)Cl₂]₂或[Rh(COD)Cl₂]₂等，所述多孔載體包括聚吡咯、C₃N₄、共價三嗪骨架材料、聚苯胺、活性炭、聚吡啶或聚噻吩等具有高比表面積的化合物。本發明還提供了所述催化劑的制備方法。本發明提供的所述催化劑具有高的比表面積，對催化分解氣態或者液態甲醛具有很高的催化活性和穩定性，且該催化劑同時擁有Rh或者Ir等金屬元素及C、N、Cl等元素，其中金屬原子利用率高達100％。

技術領域

本發明涉及催化劑，尤其涉及一種高效分解甲醛的催化劑及其制備方法和在除甲醛方面的應用，屬于空氣凈化技術領域。

背景技術

甲醛是一種無色有刺激性的氣體，對人體皮膚黏膜具有刺激作用。甲醛在室內達到一定濃度時，人就會產生不適感。新裝修的房間內甲醛含量較高，人若長期暴露在含有微量甲醛甚至低至幾ppm的室內，可能會引起眼睛和呼吸道不適，引發頭痛、肺炎甚至癌癥，對未成年人的危害更大。甲醛已經成為室內環境中最主要的空氣污染物之一，同時，含有甲醛的工業廢水產生的水污染也對環境和生態造成了極大的危害。因此，開發甲醛去除的新技術十分緊迫。研究者們已經開發出各種用于降低甲醛的材料并取得很大的進展。目前減少室內甲醛濃度的方法主要有物理吸附法和化學催化氧化法。通過物理吸附法去除室內甲醛已被廣泛研究，許多材料已經證明對甲醛具有良好的吸附性能，如活性炭。但是這些吸附劑的吸附能力有限，大大限制了其發展。與吸附劑的不足相比，化學催化氧化法可以通過催化劑將甲醛直接氧化為CO₂，理論上可以長時間工作。許多貴金屬催化劑，如Pt、Pd、Au、Rh和Ag，對甲醛的氧化顯示出很好的催化活性。一些金屬氧化物，如MnO₂、TiO₂、Co₃O₄和Co_xMn_3-xO₄也對甲醛氧化具有催化活性。然而，這些催化劑需要較高的工作溫度，極大的妨礙了其實際應用。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種高效分解甲醛的催化劑及其制備方法，以克服現有技術中的不足。

本發明的另一目的在于提供所述催化劑的應用。

為實現前述發明目的，本發明采用的技術方案包括：

本發明實施例提供了一種高效分解甲醛的催化劑，其包括作為活性組分的金屬絡合物，所述金屬絡合物負載在多孔載體上，所述金屬絡合物包括[IrCp^*Cl₂]₂、[RhCp^*Cl₂]₂、[Ir(COD)Cl₂]₂和[Rh(COD)Cl₂]₂中的任意一種或兩種以上的組合，其中，Cp^*是五甲基環戊二烯基，COD是1，5-環辛二烯基。

在一些實施方案中，所述金屬絡合物呈簇狀均勻分布于所述多孔載體表面。

在一些實施方案中，所述多孔載體包括聚吡咯、C₃N₄、共價三嗪骨架材料、聚苯胺、活性炭、聚吡啶、聚噻吩中的任意一種或兩種以上的組合。

優選的，所述金屬絡合物于多孔載體上的負載量為0.1～50％。

本發明實施例還提供了前述高效分解甲醛的催化劑的制備方法，其包括：