[发明专利]触媒与其形成方法及去除挥发性有机化合物的方法

说明书

一种触媒的形成方法，包括：提供贵金属的盐类与过渡金属的盐类的中性水溶液；将中孔洞模板分散于非极性溶剂中，以形成分散液；混合中性水溶液与分散液以形成混合液；加热混合液以移除混合液中的非极性溶剂与水并形成粉末；烧结粉末以形成触媒于中孔洞模板的孔洞中；以及移除中孔洞模板以保留触媒，其中触媒包括：中孔洞过渡金属氧化物；以及单原子贵金属，锚定于中孔洞过渡金属氧化物上。

技术领域

本发明关于单原子贵金属触媒、其形成方法、与其应用。

背景技术

近年来，挥发性有机化合物(Volatile organic compounds，VOCs)造成的空气污染问题日趋受到人们的关注。目前去除挥发性有机化合物的主要方法为吸附法、焚烧法、光催化法和催化氧化法，其中催化氧化法是去除VOCs的最有效方法。催化氧化法所采用的触媒活性成分一般为微米级或纳米级，而少有单原子的金属锚定于载体上。因此亟需开发新的单原子触媒与其形成方法，以应用于去除VOCs的催化氧化法。

发明内容

本发明一实施例提供的触媒，包括：中孔洞过渡金属氧化物；以及单原子贵金属，锚定于中孔洞过渡金属氧化物上，其中过渡金属包括Co、Mn、Fe、Ni、Ce或上述的组合，单原子贵金属为Pt、Rh、Pd或Ru；其中当单原子贵金属为Pt时，过渡金属不包括Fe；其中当单原子贵金属为Ru时，过渡金属不包括Ni或Ce。

在一些实施例中，当单原子贵金属为Pt时，过渡金属包括Co、Mn、Ni、Ce或上述的组合。

在一些实施例中，当单原子贵金属为Rh时，过渡金属包括Co、Mn、Fe、Ni、Ce或上述的组合。

在一些实施例中，当单原子贵金属为Pd时，过渡金属包括Co、Mn、Fe、Ni、Ce或上述的组合。

在一些实施例中，当单原子贵金属为Ru时，过渡金属包括Co、Mn、Fe或上述的组合。

在一些实施例中，中孔洞过渡金属氧化物与单原子贵金属的重量比介于1∶0.002至1∶0.06之间。

本发明一实施例提供的触媒的形成方法，包括：提供贵金属的盐类与过渡金属的盐类的中性水溶液；将中孔洞模板分散于非极性溶剂中，以形成分散液；混合中性水溶液与分散液以形成混合液；加热混合液以移除混合液中的非极性溶剂与水并形成粉末；烧结粉末以形成触媒于中孔洞模板的孔洞中；以及移除中孔洞模板以保留触媒，其中触媒包括：中孔洞过渡金属氧化物；以及单原子贵金属，锚定于中孔洞过渡金属氧化物上。

在一些实施例中，单原子贵金属为Pt、Rh、Pd或Ru，而过渡金属包括Co、Mn、Fe、Ni、Ce或上述的组合。

在一些实施例中，中孔洞过渡金属氧化物与单原子贵金属的重量比介于1∶0.002至1∶0.06之间。

在一些实施例中，加热混合液以移除混合液中的非极性溶剂与水并形成粉末的温度介于55℃至75℃之间。

在一些实施例中，烧结粉末以形成该触媒的温度介于280℃至350℃之间。

在一些实施例中，移除中孔洞模板以保留触媒的步骤采用氢氟酸或氢氧化钠的水溶液。

本发明一实施例提供的去除挥发性有机化合物的方法，包括：将含有挥发性有机化合物的混合气体通入触媒反应器，以氧化挥发性有机化合物成水与二氧化碳，其中触媒包括：中孔洞过渡金属氧化物；以及单原子贵金属，锚定于中孔洞过渡金属氧化物上。

在一些实施例中，单原子贵金属为Pt、Rh、Pd或Ru，而过渡金属包括Co、Mn、Fe、Ni、Ce或上述的组合。

在一些实施例中，中孔洞过渡金属氧化物与单原子贵金属的重量比介于1∶0.002至1∶0.06之间。