[發明專利]一種負載鐵鈰的介孔硅基催化劑的制備方法與應用

有效

• 申請號: 201811036003.5
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109317150B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 范建偉;王玥;牛旭飛;陳澤涵;胡章強;廖振良;冉獻強;孫宇
• 申請（專利權）人: 同濟大學;上海同濟科藍環保設備工程有限公司
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 盛君梅

本發明公開了一種負載鐵鈰的介孔硅基催化劑的制備方法與應用，屬于催化劑制備及應用領域。本發明首先制備介孔硅材料；其次將介孔硅材料與鈰的前驅體混合，經過濾干燥后焙燒；最后將焙燒得到的粉末與鐵的前驅體混合，經過濾干燥后焙燒得到負載鐵鈰的介孔硅基催化劑。本發明制備方法簡單，將制備的催化劑在常溫常壓下催化氧化混合氣體中低濃度的甲醛，去除效率高、去除能力強。

技術領域

本發明涉及一種催化劑的制備方法與應用，具體涉及一種負載鐵鈰的介孔硅基催化劑的制備方法與應用，屬于催化劑制備及應用領域。

背景技術

在各種室內污染物中，甲醛因其毒性巨大，來源廣泛，已成為室內最嚴重的污染物之一。目前，治理室內甲醛污染的方法有很多種，如吸附、光催化、等離子體技術等都存在局限性及引起二次污染的顧慮。因而，尋求一種高效、經濟、限制少的處理技術，不僅降低甲醛濃度，同時選擇性地產生無污染物質，具有重要意義。Fe-Ce催化體系能夠有效催化氧化甲醛，但其本身容易團聚、催化效率低，尤其是催化低濃度甲醛時催化效率更低；因此如何提高Fe-Ce催化體系的催化效率成為亟待解決的問題。

發明內容

針對現有技術中的問題，本發明提供一種負載鐵鈰的介孔硅基催化劑的制備方法，以介孔硅基材料為載體，Fe-Ce作為催化活性組分，制備方法簡單，制備得到的催化劑對甲醛的催化效率高，可以有效去除混合氣體中的低濃度甲醛。

為實現以上技術目的，本發明的技術方案是：

一種負載鐵鈰的介孔硅基催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將表面活性劑、水和鹽酸混合攪拌，得到均勻溶液，向所述均勻溶液中滴加正四硅酸乙酯TEOS，在40℃水浴中攪拌24h后倒入水熱釜，靜止晶化，經冷卻、過濾、干燥后置于馬弗爐中煅燒，得到介孔硅；

(2)分別配制鈰的前驅體水溶液和鐵的前驅體水溶液；

(3)向步驟(2)得到的鈰的前驅體水溶液中加入步驟(1)得到的介孔硅，混合均勻后過濾、干燥，然后將得到的粉末置于馬弗爐中煅燒得到負載鈰的介孔硅；

(4)向步驟(2)得到的鐵的前驅體水溶液中加入步驟(3)得到的負載鈰的的介孔硅，將混合均勻后得到的混合液過濾、干燥，然后將得到的粉末置于馬弗爐中煅燒得到負載鐵鈰的介孔硅基催化劑；

步驟(4)中所述的混合液中鐵與鈰/介孔硅的質量比為(1～3):10。

作為優選方案，步驟(1)中所述的表面活性劑為P123，步驟(1)中各原料的配方為：每2g P123，水的用量為63.95ml，鹽酸的用量為10ml，正四硅酸乙酯的用量為4.25g；步驟(1)中所述的晶化溫度為100℃，時間為24h；所述的煅燒條件為：空氣氣氛，煅燒溫度550℃，升溫速率1℃/min，煅燒時間6h。

作為優選方案，步驟(2)中所述鈰的前驅體為Ce(NO₃)₃，鐵的前驅體為Fe(NO₃)₃。

作為優選方案，步驟(3)中所述的介孔硅在鈰前驅體水溶液中的質量體積濃度為0.04g/ml；所述的干燥條件為：溫度80℃，時間12h；所述的煅燒條件為：空氣氣氛，煅燒溫度350℃，升溫速率1℃/min，煅燒時間6h。

作為優選方案，步驟(4)中所述的負載鈰的介孔硅在鐵前驅體水溶液中的質量體積濃度為0.02g/ml；所述的干燥條件為：溫度80℃，時間12h；所述的煅燒條件為：空氣氣氛，煅燒溫度350℃，升溫速率1℃/min，煅燒時間6h。

一種采用上述制備方法制備的負載鐵鈰的介孔硅基催化劑。