[发明专利]铂-氧化锰负载氧化铝催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明具体涉及一种铂‑氧化锰负载氧化铝催化剂及其制备方法和应用，该催化剂可通过以下方法制备：(1)将纳米氧化锰浸渍于铂前驱体溶液中，得到浸渍液；(2)在步骤(1)的浸渍液中加入氧化铝，搅拌混合均匀后，蒸干，得到固体产物；(3)将步骤(2)的固体产物焙烧，得到铂‑氧化锰负载氧化铝催化剂。该方法简单环保，易于工业化，制得的催化剂，铂在纳米氧化锰表面呈现原子级分散，纳米氧化锰在氧化铝载体表面呈现纳米级分散，贵金属的原子利用率达100％，能够在单原子贵金属和纳米氧化锰负载量相对较低的情况下，在常温常湿条件下将甲醛完全转化为二氧化碳和水，无副产物产生，并且具有较高的稳定性。

技术领域

本发明属于无机环保催化材料技术领域，具体涉及一种铂-氧化锰负载氧化铝催化剂及其制备方法和在室温去甲醛中的应用。

背景技术

随着社会经济的快速发展和人民生活水平的逐步提高，人们对环保及空气质量的要求也越来越严格。其中甲醛的室内污染最为严重，低浓度的甲醛会刺激人体的眼睛及呼吸道黏膜，引起肝系统、呼吸系统及神经系统的异常；而长时间接触高浓度的甲醛是导致多种癌症的发生，国际癌症研究机构已将甲醛定义为一类致癌物。因此如何高效率的去除甲醛，对环保领域以及人类的身体健康是至关重要的。

吸附法、等离子体技术、化学反应法、光催化氧化法和热催化氧化法是甲醛的净化方法。其中催化氧化法可在催化剂的作用下将甲醛转化为CO2和H2O，是降解空气中的甲醛是一种长效的方法，其关键在于高活性的室温甲醛降解催化剂。中国专利CN106391007A采用胶体沉积法制备稳定性较高的尖晶石结构氧化物做载体和贵金属作为活性组分的催化剂，可用于常温常湿条件下催化消除CO和甲醛，但是制备工艺复杂，不适于大规模生产。中国专利CN101497042A将氧化锰载体经过稀土助剂、碱或碱土金属助剂的修饰后，浸渍于贵金属盐溶液中，干燥，焙烧，H2还原，得到Pt/MnO2催化剂，其是通过稀土氧化物来提高氧化锰载体的氧化还原性能，通过碱助剂来提高催化剂表面酸碱度，进而提高催化剂活性，能够在室温下将甲醛完全氧化为二氧化碳和水，但是贵金属负载量大、室温下催化活性不高。

因此，有必要开发一种制备工艺简单、易于工业化、贵金属负载量低、室温催化活性高的催化氧化法催化剂。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的在于提供一种铂-氧化锰负载氧化铝催化剂及其制备和在室温去甲醛中的应用，该方法简单环保，易于工业化，制得的催化剂，铂在纳米氧化锰表面呈现原子级分散，纳米氧化锰在氧化铝载体表面呈现纳米级分散，贵金属的原子利用率达100％，能够在单原子贵金属和纳米氧化锰负载量相对较低的情况下，在常温常湿条件下将甲醛完全转化为二氧化碳和水，无副产物产生，并且具有较高的稳定性。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种铂-氧化锰负载氧化铝催化剂，铂以单原子形式均匀分散在氧化锰表面，氧化锰以纳米形式均匀分散在氧化铝载体表面。

优选的，上述铂-氧化锰负载氧化铝催化剂，其重量份数组成为：铂0.01-0.25wt％，氧化锰1-30wt％，氧化铝69.75％-98.99％，以催化剂全量计。

上述铂-氧化锰负载氧化铝催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将纳米氧化锰浸渍于铂前驱体溶液中，得到浸渍液；(2)在步骤(1)的浸渍液中加入氧化铝，搅拌混合均匀后，蒸干，得到固体产物；(3)将步骤(2)的固体产物焙烧，得到铂-氧化锰负载氧化铝催化剂。

优选的，步骤(1)中纳米氧化锰的制备方法，包括如下步骤：将高锰酸钾和苯基乙胺配成溶液，搅拌混合均匀后，进行水热反应，反应完全后，将反应产物进行抽滤、洗涤、干燥处理后，得到纳米氧化锰。

优选的，纳米氧化锰的制备方法中，纳米氧化锰的粒径为10-30nm。

优选的，纳米氧化锰的制备方法中，高锰酸钾与苯基乙胺的质量比为10-4:1。