[发明专利]一种甲醛催化降解用负载铂单质纸基碳纤维及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种甲醛催化降解用负载铂单质纸基碳纤维及其制备和应用。本发明由双醛氧化的木质纤维作为载体和还原剂，原位还原氯铂酸，制备得到负载型铂基催化剂，并将其进行抄纸、碳化和活化来制备负载铂的纸基活性碳纤维，然后将其应用于甲醛催化降解。本发明所述方法具有绿色合成，成本低的优点，有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明属于负载型催化剂领域，具体涉及一种甲醛催化降解用负载铂单质纸基碳纤维及其制备和应用。本发明由双醛氧化的木质纤维作为载体和还原剂，原位还原氯铂酸，制备得到负载型铂基催化剂，并将其进行抄纸、碳化和活化来制备负载铂的纸基活性碳纤维，负载铂的纸基活性碳纤维作为甲醛降解催化剂，可原位吸附和催化降解甲醛。

背景技术

随着世界经济的发展，环境问题变得越来越严重。在污染源中，挥发性有机化合物(V℃s)气体是对人类和环境有害的大气污染物。因此，必须要寻找去除V℃s气体的有效方法。其中催化氧化是一种高效去除V℃s气体的方法。该催化剂主要包括如MnO₂、CuO及ZnO等过渡金属氧化物及如Pt、Pd等贵金属。其中贵金属Pt由于突出的催化能力成为研究的热点。为了减少催化剂的使用量，防止催化剂颗粒团聚，提高其催化活性，一般会将催化剂负载在载体上。常用的载体大多数是金属氧化物像Al₂O₃、Fe₂O₃及CeO₂等，这些载体的表面积相对较小，吸附能力不高。而木质碳纤维(CF)载体与金属氧化物载体相比，具有较大的比表面积、丰富的微孔及出色的吸附能力等特点。另外，大多数还原氯铂酸的还原剂是甲酸，甲醇等有机物，污染严重。木质碳纤维前体(木质纤维原料)经过高碘酸钠氧化后可作为还原氯铂酸的还原剂，无需再加入任何有机物作为还原剂，整个合成过程更加绿色，更加方便。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种甲醛催化降解用负载铂单质纸基碳纤维的制备方法。

本发明以双醛氧化的木质纤维作为载体和还原剂，原位还原氯铂酸，制备得到负载型铂基催化剂，并将其进行抄纸、碳化和活化来制备负载铂的纸基活性碳纤维，不使用任何有机物，合成过程更加绿色。

本发明的另一目的在于提供上述方法制得的一种甲醛催化降解用负载铂单质纸基碳纤维。

本发明的再一目的在于提供上述一种甲醛催化降解用负载铂单质纸基碳纤维在甲醛催化降解中的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种甲醛催化降解用负载铂单质纸基碳纤维的制备方法，由双醛氧化的木质纤维作为载体和还原剂，原位还原氯铂酸，制备得到负载型铂基催化剂，并将其进行抄纸、碳化和活化来制备负载铂单质的纸基活性碳纤维，包括以下步骤：

(1)将双醛氧化的木质纤维置于氯铂酸溶液中，于100～150℃下反应1～5h，过滤，洗涤，干燥，得到负载铂单质的双醛氧化木质纤维；

(2)将负载铂单质的双醛氧化木质纤维浸泡在蒸馏水中，经疏解后抄造纸张，干燥；

(3)在N₂或惰性气体氛围下，将步骤(3)所得纸张先升温至200～300℃，接着升温至400～500℃并保温30～180min，再升温至600～800℃并保温30～180min，冷却，得到负载铂单质的纸基碳纤维；

(4)将负载铂单质的纸基碳纤维在活化剂水溶液中浸泡，然后在N₂或惰性气体氛围下，将浸泡后的负载铂单质的纸基碳纤维于600～800℃下活化60～180min，冷却，再在酸溶液中浸泡，洗涤至中性，干燥，得到甲醛催化降解用负载铂单质纸基碳纤维。

优选地，步骤(1)所述双醛氧化的木质纤维由以下方法制得：