[发明专利]一种纳米金催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明涉及空气净化技术领域，特别公开了一种纳米金催化剂的制备方法及应用。该纳米金催化剂的制备方法，其特征在于：所述纳米金催化剂包括疏水改性的多孔载体及负载于改性多孔载体上的活性组分，将多孔载体溶解后加入改性剂得到混合料液，调节混合料液的pH值后超声震荡，经料液分离，所得滤饼烘干得到改性载体；将活性组分Au和碱金属的前体盐溶解，采用浸渍法将活性组分上载于改性载体上，干燥后焙烧，得到纳米金催化剂产品。本发明的活性组分比贵金属Pt价格便宜，又比银催化剂活性高；通过对载体进行疏水性处理，使得活性组分与载体产生协同作用，有优异的催化去除甲醛功能，具有工业应用价值。

（一）技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，特别涉及一种纳米金催化剂的制备方法及应用。

（二）背景技术

甲醛是挥发性有机污染物（VOCs）主要污染物之一，具有较大的毒性，它主要由建筑材料和室内装修材料释放产生，释放周期长达数年，长时间处于甲醛超标的环境会对人体健康产生危害，所以研究甲醛净化技术对于提高室内空气质量具有重大意义。

目前，治理甲醛的方法主要有吸附技术、等离子技术、催化氧化技术和光催化剂技术等。其中吸附技术是最常见的技术，实施简单便捷，但是受吸附剂失活、再生以及吸附容量限制较大。催化氧化技术可在较低温度下将甲醛氧化成无毒的二氧化碳和水，不仅具有环保、高效的优点，而且可以从根本上去除甲醛，是一种极具应用前景的甲醛去除技术，受到越来越广泛的关注和研究。

贵金属负载型催化剂是一类常见的催化氧化法去除甲醛的催化剂。CN105964290公开了一种催化氧化去甲醛的催化剂及制备方法，将核-粒结构的银-金纳米材料负载于经钛酸四丁酯改性得到的分子筛复合载体上，利用银核-金粒之间的协同效应催化氧化去除甲醛，甲醛去除率为73%。该发明使用银基催化剂，制备成本低，但甲醛去除率也较低。CN107185550公开了一种催化氧化脱除甲醛的铂催化剂，专利中以贵金属铂为主活性组分，非贵金属为助剂，二氧化钛为载体，采用液相还原法制备催化剂，该催化剂甲醛去除率达99%。该发明使用铂催化剂催化活性高，但是铂价格昂贵，催化剂制备成本高。

（三）发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种催化活性高、成本相对低的纳米金催化剂的制备方法及应用。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种纳米金催化剂的制备方法，其特征在于：所述纳米金催化剂包括疏水改性的多孔载体及负载于改性多孔载体上的活性组分，其制备包括如下步骤：

（1）将多孔载体加入乙醇水溶液中，之后加入改性剂得到混合料液，调节混合料液的pH值为2-3后，于50-80℃下超声震荡0.5-2h，经料液分离，所得滤饼烘干得到改性载体；

（2）将活性组分Au和碱金属的前体盐溶解于水或醇类溶剂中，采用浸渍法将活性组分上载于改性载体上，干燥后在300-500℃下焙烧，得到纳米金催化剂产品。

本发明催化剂的制备过程包括载体疏水改性和活性组分上载两个步骤，助剂碱金属的加入能促进主活性组分纳米金高度分散在疏水改性载体上，发生协同效应，增强活性组分与载体的相互作用，进而提升催化剂活性。

本发明的更优技术方案为：

所述多孔载体为氧化硅、氧化铝、硅-铝氧化物中的一种。

步骤（1）中，所述改性剂为烷基氯硅烷或烷基硅氧烷，改性剂用量为多孔载体质量的0.05-1.5%。

乙醇水溶液的质量浓度为40%，乙醇水溶液的用量为多孔载体吸水率的10倍；采用硝酸调节混合料液的pH值，滤饼的烘干温度为60℃。