[发明专利]物理活化制备室温消除甲醛的铂修饰多孔碳基二氧化钛催化剂的方法

说明书

本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种物理活化制备室温消除甲醛的铂修饰多孔碳基二氧化钛催化剂的方法，包括如下步骤：以钛基金属有机框架化合物为前驱体，先通过高温碳化制备含钛碳基复合材料，经过氯铂酸溶液浸渍后，再进行高温焙烧、活化，得到铂修饰多孔碳基二氧化钛催化剂。本发明制备方法简单、实用，还可以通过改变钛基金属有机框架化合物的种类、活化温度对催化剂的性能进行调节，所获得的铂修饰多孔碳基二氧化钛催化剂具有多孔性好、孔的形状可调控、室温氧化分解甲醛性能好、制备过程污染小等优点，可广泛应用在空调设备、通风管道、空气净化器等设备上。

技术领域

本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种物理活化制备室温消除甲醛的铂修饰多孔碳基二氧化钛催化剂的方法。

背景技术

甲醛是一种常见的室内空气污染物，其对人们健康具有很大的危害。根据中华人民共和国国家标准《居室空气中甲醛的卫生标准》规定：居室空气中甲醛的最高容许浓度为0.08mg/m³，但是日常生活中新装住宅平均浓度大于0.2mg/m³。近几年，利用空气净化器处理室内甲醛污染已经成为比较普遍的家用空气净化手段，在其净化空气过程中，主要采用的是物理吸附、化学吸附和光催化法等方法。物理吸附如活性炭类、硅藻土类材料，吸附量有限，需要经常更换，而且随着温度和湿度的变化，还会形成新的释放；化学吸附能够处理的甲醛量较大，但是多数为含有一定毒性的化合物，会引起新种类的污染。使用光催化剂材料可以实现在光的作用下，利用其分解经过催化剂表面的甲醛分子。目前的光催化剂材料主要是二氧化钛，其优点是二氧化钛廉价无毒，用作催化剂时催化活性高，选择性好，反应条件温和，而且二次污染小，制备工艺简单。但二氧化钛用作催化剂时降解甲醛的光催化效率较低，因为其本身对有机物的吸附能力较差。此外，二氧化钛催化剂一般比表面积大、表面能高，极易发生团聚，在降解甲醛时分散不均匀、失活快，使其应用受到了限制。而且二氧化钛基催化剂要求有较大的紫外光通量，这样限制了二氧化钛基催化剂材料的厚度，限制了其机械体积催化效率。

从实际应用和商业化考虑，二氧化钛催化剂的活性需要进一步提高和改进，因此制备结晶度高、颗粒尺寸小、比表面积大的二氧化钛催化剂是必要的。同时，为了克服二氧化钛颗粒易团聚、稳定性差、对有机物吸附能力差的缺点，制备负载型二氧化钛催化剂也是必要的。此外，负载金属铂也是一种较好的办法。负载金属铂的催化剂，因其中的铂结合协同载体能够有效活化空气中的氧分子，进而彻底将甲醛氧化为二氧化碳和水。例如，将铂负载到活性炭粉末或者二氧化钛颗粒上，均可以很好地将甲醛氧化为二氧化碳和水。基于以上原因，人们对二氧化钛的制备方法以及二氧化钛同其它材料的联用技术进行了大量研究。例如分子筛、膜、多孔碳等多孔材料都被作载体来负载二氧化钛。但是，目前采用物理活化制备铂修饰多孔碳基二氧化钛催化剂的研究报道还极为缺乏。

本发明采用具有不同孔道结构和化学特性的金属有机框架化合物前驱体，通过物理活化法来制备室温消除甲醛的铂修饰多孔碳基二氧化钛催化剂，所获得的催化剂具有多孔性好、孔的形状可调控、室温氧化分解甲醛性能好等优点，而且制备过程采用物理活化而非对环境污染大的化学活化，绿色环保，是一条可行的途径。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种多孔性好、孔的形状可调控、室温氧化分解甲醛性能好、制备过程污染小的铂修饰多孔碳基二氧化钛催化剂的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种物理活化制备室温消除甲醛的铂修饰多孔碳基二氧化钛催化剂的方法，其特征在于包括以下步骤：a，称取一定量的钛基金属有机框架化合物放入管式炉，在氩气气流下，升温至400℃高温碳化5h，制得含钛碳基复合材料；b，将得到的含钛碳基复合材料加入氯铂酸溶液，于20℃浸渍24h；c，将沉淀取出，真空烘干后，放入管式炉中，在氩气气流下，升温至600℃，恒温焙烧3h；d，升温至一定温度，通入水蒸汽活化2h，得到铂修饰多孔碳基二氧化钛催化剂。