[發明專利]用于分解甲醛的催化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110343972.0
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113070101B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 沈楊彬;王璐琪;徐子雯
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;B01J35/10;C02F1/72;B01D53/86;B01D53/72;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: 王鋒

本發明公開了一種用于分解甲醛的催化劑及其制備方法與應用。所述制備方法包括：使包含1，4?二氰基苯和有機酸的第一混合反應體系于20～200℃發生聚合反應0.2～3.0h，獲得第一固形物；將所述第一固形物與碳酸鹽溶液和/或碳酸氫鹽溶液充分接觸反應，獲得共價三嗪骨架；以及，使包含釕配合物、所述共價三嗪骨架和溶劑的第二混合反應體系于20～100℃反應1～24h，獲得用于分解甲醛的催化劑，其中所述釕配合物包括二氯(p?甲基異丙苯)釕(II)二聚體。本發明制備的用于分解甲醛的催化劑可以實現常溫下甲醛的清除，其產物為二氧化碳和氫氣，且可以同時去除水中和空氣中的甲醛分子。

技術領域

本發明屬于催化劑技術領域，具體涉及一種用于分解甲醛的催化劑及其制備方法與應用。

背景技術

甲醛是一種無色氣體，有強烈的刺激性氣味，易溶于水和乙醇，是具有刺激氣味的無色液體，有毒，具有揮發性。甲醛的存在對我們來說是一把雙刃劍，一方面甲醛在生活中受到廣泛應用，例如實驗室內用甲醛做氧化劑，用福爾馬林浸泡標本以保存等。但需要注意的是，甲醛對環境及人的健康危害是不容忽視的，作為室內裝修的添加物和廢氣廢水的排放物，甲醛成為一種常見的致癌物質。目前主要通過物理吸附法和化學催化氧化法去除甲醛。物理吸附劑有活性炭等，但是這些吸附劑的吸附能力有限，大大限制了其發展。當前化學催化氧化法可以通過催化劑將甲醛直接氧化為CO₂，理論上更為直接有效。然而，這些化學催化劑需要較高的工作溫度，極大的妨礙了其實際應用。因此，開發常溫下去除甲醛的新技術十分緊迫。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種用于分解甲醛的催化劑及其制備方法與應用，以克服現有技術的不足。

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用于分解甲醛的催化劑的制備方法，其包括：

使包含1，4-二氰基苯和有機酸的第一混合反應體系于20～200℃發生聚合反應0.2～3.0h，獲得第一固形物；

將所述第一固形物與碳酸鹽溶液和/或碳酸氫鹽溶液充分接觸反應，獲得共價三嗪骨架；

以及，使包含釕配合物、所述共價三嗪骨架和溶劑的第二混合反應體系于20～100℃反應1～24h，獲得用于分解甲醛的催化劑，其中所述釕配合物包括二氯(p-甲基異丙苯)釕(II)二聚體(記為[Ru(p-Cymene)Cl₂]₂)。

本發明實施例還提供了由前述方法制備的用于分解甲醛的催化劑，所述催化劑包括多孔載體，以及負載于所述多孔載體表面的作為活性組分的金屬配合物，所述多孔載體包括共價三嗪骨架，所述金屬配合物包括釕配合物。

本發明實施例還提供了前述的用于分解甲醛的催化劑于催化分解甲醛中的用途。

本發明實施例還提供了一種催化分解甲醛的方法，其包括：

提供前述的用于分解甲醛的催化劑；

使包含甲醛、水和所述催化劑的第三混合反應體系于10～90℃發生反應，獲得二氧化碳和氫氣。

本發明實施例還提供了一種甲醛凈化裝置，包括反應裝置，所述反應裝置至少用于容納包含甲醛和水的液相體系和/或氣相體系，所述反應裝置中設置有如前述的用于分解甲醛的催化劑。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

(1)本發明制備的用于分解甲醛的催化劑可以實現常溫下甲醛的清除；

(2)本發明制備的用于分解甲醛的催化劑催化分解甲醛的產物為二氧化碳和氫氣，催化活性高，且Ru元素的利用率達到100％；同時催化分解甲醛的產物中不含甲醇，無有害物質產生；

(3)本發明制備的用于分解甲醛的催化劑同時可以去除水中和空氣中的甲醛分子。