[发明专利]一种甲醛室温氧化催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲醛室温氧化催化剂的制备方法，属于纳米催化材料和室内空气净化领域。

背景技术

人的生存须臾不离空气，而人的大部分时间又在室内环境中生活和工作，因此室内和密闭空间空气质量直接影响人的健康及舒适性感受。中国当前正处于城市化快速发展阶段，每年建成的非工业性用房面积达到数亿平方米，建筑材料及室内物品导致的室内空气污染（如甲醛等挥发性有机物污染）已成为现阶段我国城镇居民普遍面临和关心的突出环境问题，关系到数亿民众的健康和切身利益。甲醛是室内最严重的污染物之一，具有较高的毒性。因此，消除室内甲醛污染已成为改善人们生活环境的迫切任务。

目前，治理室内甲醛污染方法有多种，如吸附法、吸收法、负离子氧化法、臭氧催化氧化法、生物过滤与植物净化法、低温等离子体法、催化氧化法等。这些方法中，活性炭吸附、溶液吸收存在饱和及二次污染的问题，同时对污染物也存在一定的选择性。负离子、臭氧与室内常见的挥发性有机物的反应活性并不强、反应速率很慢，因此对挥发性有机物的去除效果有限。生物过滤是一种适合处理中等浓度有机废气、臭味的方法，有大规模的工业应用，对室内空气与密闭空间空气中微量的挥发性有机物的处理效果及其安全性缺乏足够的研究，尚需要进一步验证。低温等离子体法虽然能高效脱除甲醛，但它对设备要求较高，且过程十分复杂，同时产生副产物如臭氧等会带来二次污染的问题。催化氧化法包括光催化氧化法和热催化氧化法。光催化氧化法是以TiO₂纳米粉体或薄膜作为光催化剂，在光照下催化氧化甲醛的方法，该技术原料制备方法复杂， 技术要求高，且需要特定的激发光源下进行，如中国发明专利（专利号ZL98115808.0，CN201010174418.6等）。单纯催化氧化技术以往通常在较高的温度下进行，如应用于汽车尾气净化的中国发明专利（CN200610200688.3，CN201110005312.8）和应用于室内空气的净化的中国发明专利（CN200610165429.1，CN200510067178.9）。近年来，该技术在室内空气净化应用研究也取得了新的进展和突破，如中国发明专利CN200410047973.7、CN200410102837.3、CN200910215887.5、CN200910098634.4、CN200910047376.7、CN200610011663.9和CN200710121423.9分别报道了单纯室温催化氧化甲醛的催化材料。在专利CN200410047973.7中先制备金属氧化物载体，然后浸泡在贵金属组分的溶液后蒸发制得，该催化剂中贵金属组分为金属或金属氧化物或金属无机盐形式存在，主要起助催化剂或第二载体的作用，活性稳定性相对较差。众所周知，要获得高且稳定的甲醛催化氧化活性，催化剂必须要有良好的分散性，较小的粒径和适当的价态。研究表明高分散、粒径在1~2 nm间及0价的贵金属的活性最高。而大部分专利如CN200410102837.3、CN200910215887.5、CN200910098634.4、CN200910047376.7、CN200610011663.9和CN200710121423.9中所描述的催化剂的制备过程需要高温（200~700℃）的焙烧过程，因此，能耗高，并且贵金属可能以氧化物的形式存在，粒子的粒径较大（通常>2 nm），且分散性差，这将会影响到活性的提高；如果要得到0价的贵金属，还需要高温的H₂还原过程，使工艺复杂化，成本也相应提高。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种甲醛室温氧化催化剂的制备方法，该方法在室温下进行，合成温度相对较低，工艺简单，原料易得，因而成本低，适合工业化大生产。而且，合成的催化剂分散度高，粒径小，贵金属以0价形式存在，在无光或加热的条件下对空气中甲醛的催化氧化活性高，且产物全部为二氧化碳和水。

为了实现本发明的目的，发明人通过大量试验研究，最终获得了如下技术方案：

一种甲醛室温氧化催化剂的制备方法，以多孔性无机氧化物为载体，以硼氢化纳为还原剂，可溶性氢氧化物为添加剂，通过载体浸渍贵金属前驱体-室温还原-沉积有贵金属的载体干燥制得甲醛室温氧化催化剂。

本发明的制备方法中,所述的多孔性无机氧化物为二氧化钛、氧化铝、分子筛、氧化铈和氧化硅等；所述的可溶性氢氧化物包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化铷、氢氧化铯、氢氧化铵和氢氧化钫中的一种或几种；所述的贵金属前驱体包括银、金、铂、钯、铑中的一种或几种的前驱体，如硝酸银、氯金酸、氯铂酸、氯化钯、三氯化铑。