[发明专利]一种原子级分散的Ag负载纳米TiO

说明书

本发明具体涉及一种原子级分散的Ag负载纳米TiO₂催化剂的制备方法，该制备工艺以AgNO₃作为Ag前驱体，以TiCl₃作为TiO₂前驱体，通过一步水热合成法以及紫外光还原，实现原子级尺寸Ag在纳米TiO₂表面的负载。本发明的制备方法简易可控、节约能耗、绿色环保，制得的催化剂能够实现在常温、无光条件下对甲醛的高效去除，将甲醛转化为完全无毒的二氧化碳和水；运行200h后，催化剂的催化降解甲醛的能力仅有轻微下降，催化剂稳定性好。

技术领域

本发明属于催化材料和环境保护技术领域，具体涉及一种原子级分散的Ag负载纳米TiO₂催化剂的制备方法。

背景技术

甲醛是一类主要的车内或室内毒性较高的空气污染物，短期接触甲醛会刺激眼睛、鼻腔和呼吸道而引起过敏反应；长期接触甲醛会增加白血病、鼻咽癌、乳腺癌和死亡的可能性。世界卫生组织国际癌症研究机构已将甲醛定义为一类致癌物。因此，如何高效率的去除车内或室内甲醛十分必要。

目前常用的去除空气中甲醛污染物的方法包括：吸附法，光催化法，等离子体等。吸附法，无论物理吸附还是化学吸附，当吸附剂达到饱和时，吸附剂就会失效或需要再生；光催化法中，常用的催化剂是TiO₂，其在真实条件下较低的甲醛去除效率限制了光催化的广泛应用；等离子体是处理空气中甲醛的新方法，具有一定的发展前景，但臭氧、一氧化碳和氮氧化物等副产物的产生是该技术广泛应用的瓶颈。近年来，催化氧化法去除车内或室内空气中甲醛是研究的热点，因为催化剂不需要额外的光或电能就可以将空气中的甲醛转化为无害的二氧化碳和水，其优势是：处理甲醛效率高，没有二次污染以及不存在吸附饱和等问题，特别是处理低浓度的甲醛非常有效。因此，低温催化氧化法去除车内或室内空气中甲醛有望制得商用催化剂，得到大规模的商业应用。

专利号为CN102198404A公开了一种载银纳米二氧化锰催化剂，其是在纳米二氧化锰分子筛的水溶液中同时滴加银氨溶液和双氧水溶液，过滤，洗涤，干燥，焙烧后得到单原子银负载纳米氧化锰催化剂。该催化剂具有超小尺寸的原子-原子簇Ag负载的单位点，去除甲醛效率较高，但存在工艺复杂，并且常温下催化氧化甲醛的转化率偏低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种简易可控、节约能耗、绿色环保的原子级分散的Ag负载纳米TiO₂催化剂的制备方法。本发明的方法制备的催化剂能够实现在常温、无光条件下对甲醛的高效去除，将甲醛转化为完全无毒的二氧化碳和水。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种原子级分散的Ag负载纳米TiO₂催化剂的制备方法，其特征在于，该制备工艺以AgNO₃作为Ag前驱体，以TiCl₃作为TiO₂前驱体，通过一步水热合成法以及紫外光还原，实现原子级尺寸Ag在纳米TiO₂表面的负载。

上述所述的原子级分散的Ag负载纳米TiO₂催化剂的制备方法，具体制备工艺包括如下步骤：

(1)将AgNO₃、TiCl₃和乙二醇的混合溶液加入到水热釜中，水热反应完全；将反应产物经离心过滤，干燥处理，得到干燥固体；研磨所述的干燥固体，然后过筛网，得到粉末；

(2)将粉末分散在去离子水中，超声分散处理，得到均匀分散液；将所述的分散液置于紫外光源下辐照，生成沉淀物；将所述的沉淀物在有机溶剂中浸泡后经过滤，洗涤，干燥处理，得到原子级分散的Ag负载纳米TiO₂催化剂。