[发明专利]一种室温去除甲醛的负载型催化剂

说明书

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种室温去除甲醛的负载型催化剂。

背景技术

甲醛作为一种常见的室内有毒污染气体，广泛来源于建筑材料、装饰物品以及家具材料等的释放。甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌物质，即使低剂量的甲醛，人体长期接触后也会对眼、皮肤和呼吸器官有强烈的刺激效应，具有强烈的致癌和促癌作用，易引起鼻咽癌、结肠癌、细胞核的基因突变和白血病等病症。为了满足日益严格的环境保护规则和人们追求更高品质生活的需要，有效去除室内甲醛气体成为当前迫切需要解决的问题。

一般来说，去除甲醛有很多方法，包括：吸附（物理吸附和化学吸附）法，等离子技术法，光催化氧化法以及非光催化氧化法等方法。在这些方法中，吸附法是利用活性炭等高比表面物质来吸附甲醛以达到降低甲醛浓度的目的。此法操作方便，然而易带来二次污染，且必须经常更换吸附材料；等离子技术法是通过放电产生大量等离子体氧化空气中的甲醛以达到净化空气的目的。此方法易产生臭氧对空气造成二次污染，且装置复杂；光催化氧化法是利用光催化剂，在特定光源如紫外激发光源的照射下催化氧化甲醛。此方法装置较复杂，且需要提供额外的能量；植物净化法是通过植物如吊兰、虎皮兰等植物来吸收室内的甲醛有毒气体，但效果甚微；室内通风法是通过室内与室外的空气流动来降低室内空气中有害物质的含量，然而甲醛污染源一般需要三到十五年的释放周期，释放周期太长；传统热催化氧化法是利用催化剂在热能的作用下催化氧化甲醛，然而此方法一般需要较高温度。因此，寻求一种在温和条件下（如室温条件下）能够有效降解甲醛的催化剂成为本领域的研究热点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种室温去除甲醛的负载型催化剂，其无需外加光、热、电等能源，在室温下去除甲醛效率高。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

该室温去除甲醛的负载型催化剂以暴露晶面为{220}和{200}面,沿着[110]方向生长的纳米棒状二氧化铈为载体，以金为活性组分，其制备方法如下：

（1）在超声作用下将1重量份纳米棒状二氧化铈溶于含有0.05～0.1重量份盖帽剂和0.01～0.1重量份分散剂的水溶液中，然后加入四氯金酸水溶液前驱体，所述四氯金酸水溶液以金元素计为二氧化铈的0.25～9wt%，分散均匀后用碱性溶液调节pH值至8～12，得到前驱体溶液；

（2）将步骤（1）中的前驱体溶液干燥，得到粉末状固体，置于管式炉中，在空气氛围中进行煅烧，煅烧温度为200～400℃，煅烧时间为1～6小时，冷却后研磨得到负载型催化剂。

按上述方案，所述纳米棒状二氧化铈为面心立方的萤石结构，直径为7～15nm，长径比为3～35:1。

按上述方案，所述纳米棒状二氧化铈的制备方法如下：将1体积份浓度为0.2～0.6mol/L的硝酸亚铈水溶液逐滴加入到装有5～8体积份浓度为5～7mol/L的氢氧化钠水溶液的容器中，混合均匀，然后将其在100～140℃下水热反应12～24小时，得到的沉淀物经洗涤、干燥、研磨后，在马弗炉中于450～550℃煅烧2～8小时即得。

按上述方案，所述洗涤、干燥是经去离子水洗涤后在60～100℃下干燥6～24小时。

按上述方案，所述催化剂上活性组分金的负载量优选为1.5～3%,金的粒径为2～4nm，以金属态和离子态形式共存。

按上述方案，步骤（1）所述盖帽剂为半胱氨酸；所述分散剂为聚乙二醇。

按上述方案，步骤（1）中所述碱性溶液为浓度为0.2mol/L的氢氧化钠水溶液。

按上述方案，所述步骤（2）中的干燥为将前驱体溶液置于旋转蒸发仪中进行加热，加热温度为50～90℃，加热时间为1～6小时，剩余溶液经减压蒸发，并用去离子水洗涤至没有氯离子存在，干燥研磨得到粉末状固体。