[發明專利]一種納米金催化劑的制備方法及應用

在審

• 申請號: 202010069080.1
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111151249A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 李雪;杜寶磊;謝恒來;于玉奪;宋松;王金書
• 申請（專利權）人: 山東玉皇化工有限公司
• 主分類號: B01J23/66
• 分類號: B01J23/66;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

本發明涉及空氣凈化技術領域，特別公開了一種納米金催化劑的制備方法及應用。該納米金催化劑的制備方法，其特征在于：所述納米金催化劑包括疏水改性的多孔載體及負載于改性多孔載體上的活性組分，將多孔載體溶解后加入改性劑得到混合料液，調節混合料液的pH值后超聲震蕩，經料液分離，所得濾餅烘干得到改性載體；將活性組分Au和堿金屬的前體鹽溶解，采用浸漬法將活性組分上載于改性載體上，干燥后焙燒，得到納米金催化劑產品。本發明的活性組分比貴金屬Pt價格便宜，又比銀催化劑活性高；通過對載體進行疏水性處理，使得活性組分與載體產生協同作用，有優異的催化去除甲醛功能，具有工業應用價值。

（一）技術領域

本發明涉及空氣凈化技術領域，特別涉及一種納米金催化劑的制備方法及應用。

（二）背景技術

甲醛是揮發性有機污染物（VOCs）主要污染物之一，具有較大的毒性，它主要由建筑材料和室內裝修材料釋放產生，釋放周期長達數年，長時間處于甲醛超標的環境會對人體健康產生危害，所以研究甲醛凈化技術對于提高室內空氣質量具有重大意義。

目前，治理甲醛的方法主要有吸附技術、等離子技術、催化氧化技術和光催化劑技術等。其中吸附技術是最常見的技術，實施簡單便捷，但是受吸附劑失活、再生以及吸附容量限制較大。催化氧化技術可在較低溫度下將甲醛氧化成無毒的二氧化碳和水，不僅具有環保、高效的優點，而且可以從根本上去除甲醛，是一種極具應用前景的甲醛去除技術，受到越來越廣泛的關注和研究。

貴金屬負載型催化劑是一類常見的催化氧化法去除甲醛的催化劑。CN105964290公開了一種催化氧化去甲醛的催化劑及制備方法，將核-粒結構的銀-金納米材料負載于經鈦酸四丁酯改性得到的分子篩復合載體上，利用銀核-金粒之間的協同效應催化氧化去除甲醛，甲醛去除率為73%。該發明使用銀基催化劑，制備成本低，但甲醛去除率也較低。CN107185550公開了一種催化氧化脫除甲醛的鉑催化劑，專利中以貴金屬鉑為主活性組分，非貴金屬為助劑，二氧化鈦為載體，采用液相還原法制備催化劑，該催化劑甲醛去除率達99%。該發明使用鉑催化劑催化活性高，但是鉑價格昂貴，催化劑制備成本高。

（三）發明內容

本發明為了彌補現有技術的不足，提供了一種催化活性高、成本相對低的納米金催化劑的制備方法及應用。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種納米金催化劑的制備方法，其特征在于：所述納米金催化劑包括疏水改性的多孔載體及負載于改性多孔載體上的活性組分，其制備包括如下步驟：

（1）將多孔載體加入乙醇水溶液中，之后加入改性劑得到混合料液，調節混合料液的pH值為2-3后，于50-80℃下超聲震蕩0.5-2h，經料液分離，所得濾餅烘干得到改性載體；

（2）將活性組分Au和堿金屬的前體鹽溶解于水或醇類溶劑中，采用浸漬法將活性組分上載于改性載體上，干燥后在300-500℃下焙燒，得到納米金催化劑產品。

本發明催化劑的制備過程包括載體疏水改性和活性組分上載兩個步驟，助劑堿金屬的加入能促進主活性組分納米金高度分散在疏水改性載體上，發生協同效應，增強活性組分與載體的相互作用，進而提升催化劑活性。

本發明的更優技術方案為：

所述多孔載體為氧化硅、氧化鋁、硅-鋁氧化物中的一種。

步驟（1）中，所述改性劑為烷基氯硅烷或烷基硅氧烷，改性劑用量為多孔載體質量的0.05-1.5%。

乙醇水溶液的質量濃度為40%，乙醇水溶液的用量為多孔載體吸水率的10倍；采用硝酸調節混合料液的pH值，濾餅的烘干溫度為60℃。