[发明专利]一种室温去除空气中甲醛催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲醛氧化催化剂，即涉及一种在室温、高湿度条件下将污染空气中的有害甲醛气体氧化成还无害的H₂O和CO₂，适用于去除人造板生产车间、居室、建材家具市场等封闭、半封闭空间的甲醛污染，属于环境材料、环境催化和环境保护技术领域。

背景技术

室内及封闭体系的甲醛污染问题已经引起社会各界极大的关注。研究表明，甲醛作为一种高毒性的物质，在短期接触会刺激眼睛、鼻腔和呼吸道而引起过敏反应，长期接触会增加患癌的可能性。为此，甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。中国颁布的《室内空气质量标准》(GB/T18883-2002)规定室内空气中甲醛卫生标准(最高允许浓度)为0.08mg/m³，在室温下约为0.06ppm。然而，据调查，中国多数城市半数家庭空气中甲醛的含量超标，而且现代人约有80～90％的时间是在室内度过的。因此，去除室内这样的封闭或者半封闭体系内的甲醛势在必行。

吸附法和光催化法是目前常用的降解室内空气中甲醛污染物的方法。然而，对于吸附法，当甲醛的吸附和托脱达到平衡时，吸附剂就会失效或者需要再生。光催化对甲醛的降解效率较低也限制了其广泛的应用。催化氧化法降解空气中的甲醛是一种长效的方法。美国专利US 5585083发明了一种Pt/SnO₂催化剂去除空气中甲醛的方法，催化剂在没有额外的能量输入和-5～25℃条件下，用空气中的氧为氧化剂将健全完全降解成二氧化碳和水。但是，催化剂中高的Pt含量(12％)导致催化剂的价格昂贵，因此这种催化剂只能应用一些军工或者宇航等特殊场合。中国专利CN1698932A用负载金的稀土氧化物或者吸附复合氧化物催化剂，在80-100℃温度下能获得较好的效果，但是，高湿度和热能的输入是该催化剂广泛应用的最大障碍。

本发明的目的是提供一种在室温、高湿度条件下将污染空气中的有害甲醛气体氧化成还无害的H₂O和CO₂高效的催化剂，催化剂采用直道孔式的蜂窝陶瓷为骨架，使用时，风阻很小效率很高，适用于去除人造板生产车间、居室、建材家具市场等封闭、半封闭空间的甲醛污染的去除。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在室温和高湿度条件下能将室内空气中甲醛完全氧化成二氧化碳和水的催化剂。

本发明的另一个目的是提供一种制备上述催化剂的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

本发明提供的催化剂，由以下方法制备：

(a)将含钴前驱体、含铈前驱体和含锡前驱体分别溶于二-(2-乙基己基)磺基琥珀酸钠(AOT)/乙醇/去离子水溶液中；按照合适的Co-Ce-Sn摩尔比，将上述三种溶液混合，并在剧烈搅拌条件下滴加适量H₂O₂，H₂O₂与溶液中金属离子的摩尔比为1～5∶1；往混合溶液中滴加适量浓度为0.05～0.23mol/l的氨水，并将其pH值最终调节到7～9；所得胶状液体混合物经过超声处理0.5～2h；胶状液体混合物中的沉淀物经过离心分离、去离子水洗涤后，110℃干燥24h，得到复合氧化物前驱体，随后在空气中于400℃焙烧2h得到所需Co-Ce-Sn复合氧化物。

(b)称取一定量的Co-Ce-Sn复合氧化物，加入一定比例的硅胶水溶液，搅拌均匀后加入球磨器中，研磨3小时，得到一定浓度的Co-Ce-Sn复合氧化物浆液；将预先处理好的堇青石蜂窝陶瓷样品(400孔/英寸)浸渍在配制好的Co-Ce-Sn复合氧化物浆液中，浸渍2分钟后取出，吹尽孔道中的残液，在空气中阴干后110℃干燥2个小时，在400-600℃空气下焙烧2小时得到涂有Co-Ce-Sn复合氧化物的堇青石蜂窝陶瓷载体。其中复合氧化物占载体重量的10-20％。

(c)将含Mo、Cu、Mn、Ti盐的一种或几种氧化物配制成的溶液，盐的浓度为60-80％，将涂有Co-Ce-Sn复合氧化物的堇青石蜂窝陶瓷载体浸渍在该溶液中，浸渍2分钟后取出，吹尽孔道中的残液，在空气中阴干后110℃干燥2个小时，在400-600℃空气下焙烧2个小时得到含助剂的堇青石蜂窝陶瓷载体，其中助剂的占复合氧化物的0-5％。