[發明專利]一種處理低濃度甲醛的催化劑組合物的制備方法和應用

有效

• 申請號: 201711418265.3
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108246308B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 周國華
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;C02F1/72;C02F101/34
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

本發明提供了一種處理低濃度甲醛的催化劑組合物的制備方法和應用。所述催化劑組合物中的復合氧化物為鎳錫銅錳復合氧化物。所述的方法按下列步驟進行：1、原料溶解及溶液堿化；2、添加過硫酸鉀溶液；3、烘干；4、煅燒。本發明制備的催化劑組合物活性高，能在較短的時間內快速而且高效催化氧化降解廢水中的甲醛，廢水處理方法在常溫常壓而且無需氧化劑和光照下即可進行，工藝流程簡單，無二次污染產生，并且運行費用低等特點，且催化劑可重復使用多次，有很高的實際應用價值。

技術領域：

本發明涉及到無機材料制備領域，特別涉及到一種處理低濃度甲醛的催化劑組合物的制備方法和應用。

背景技術：

甲醛易溶于水而且具有強烈刺激氣味。它是一種重要的化工原料，廣泛應用于消毒、殺菌、防腐、制藥、農藥、染料、塑料和建筑等行業。但甲醛具有高度的毒性，已經被世界衛生組織確定為致癌和致畸形物質。目前，除去廢水中甲醛的方法有吸附法、臭氧氧化法、光催化法、熱濕式氧化法、生物法、吹脫法等。吸附法選擇性差，再生困難。臭氧氧化法利用的臭氧對人體健康危害極大。光催化法處理需要用特定的激發光源。目前使用最廣泛的二氧化鈦光催化劑只能利用紫外光。熱濕式氧化法能量消耗高。生物法處理成本低，但反應速度慢，處理設施占地面積大。吹脫法效果不佳。

在室溫下催化氧化甲醛是一種有效去除甲醛的方法。近年來得到廣泛的關注。但是該方法的催化劑都包含至少一種貴金屬。美國專利US5585083發明的Pt/SnO₂催化劑在室溫能夠將甲醛完全降解為二氧化碳和水。但是，該催化劑中含有質量分數為12%的貴金屬Pt。中國專利CN103071489A公開了一種室溫下去除甲醛的負載型活性炭催化材料的制備方法。所述催化材料中包含有0.1～2%的金、鈀、鉑、銠、釕中的一種或其組合的貴金屬活性組分。中國專利CN102139234A公開了一種室溫下去除甲醛的負載型催化劑。其活性組分為金、鈀、鉑、銠、釕中的一種或幾種的貴金屬。貴金屬含量占催化劑重量的0.1～2%。貴金屬資源稀少而且價格高，這限制了溫室催化氧化去觸甲醛的推廣和應用。

發明內容：

本發明目的在于提供一種處理低濃度甲醛的催化劑組合物的制備方法和應用。有鑒于此，本發明的設計思想在于解決現有技術中存在的上述技術問題，提供一種簡單有效處理廢水中低濃度甲醛的催化劑組合物的制備方法和應用。

為實現上述目的，本發明的技術方案為:

一種處理低濃度甲醛的催化劑組合物，包括復合氧化物，所述催化劑組合物中的復合氧化物為鎳錫銅錳復合氧化物，該鎳錫銅錳復合氧化物作為催化劑能催化氧化降解廢水中的甲醛。

一種處理低濃度甲醛的催化劑組合物的制備方法，所述方法按如下步驟進行：

1、原料溶解及溶液堿化：以硝酸鎳、四氯化錫、硝酸銅和硝酸錳為原料，在燒杯中加入去離子水并攪拌至溶解，然后滴加濃度為6mol/L的氨水，直至溶液為弱堿性，此時pH值為8～10；

2、添加過硫酸鉀溶液：向步驟1所獲得的弱堿性溶液中加入體積百分比濃度為5%的過硫酸鉀溶液5mL，加熱至沸騰，冷卻至室溫后抽濾；

3、烘干：將步驟2所獲得的沉淀物，放入烘箱中在105-150℃溫度下烘干；

4、煅燒：將步驟3所得烘干沉淀物放入馬弗爐中，在300℃～900℃溫度下煅燒3-8小時，經煅燒后獲得鎳錫銅錳復合氧化物粉體。

所述方法中的硝酸鎳、四氯化錫、硝酸銅和硝酸錳的摩爾比為22.6 :16.9：8.9:1.0。

一種處理低濃度甲醛的催化劑組合物的應用，在廢水中按0.5～4.0g/L的比例加入獲得的鎳錫銅錳復合氧化物，在常溫常壓下攪拌處理30-60分鐘。