[发明专利]一种适用于室温高效脱除甲醛的非贵金属催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种适用于室温高效脱除甲醛的非贵金属催化剂及其制备方法，属于催化剂技术领域。一种适用于室温条件下高效脱除甲醛的非贵金属催化剂，其中非贵金属催化剂为负载有过渡金属Co的TiO₂NTs，所述TiO₂NTs为管状形貌，制备方法包括如下步骤：采用水热法合成TiO₂NTs，再通过浸渍法将过渡金属Co负载在TiO₂NTs上，然后通过煅烧获得Co/TiO₂NTs过渡金属催化剂。本发明催化效果相比TiO₂(P25)和纯TiO₂NTs均有显著提升；在温室条件下能保持优异的甲醛去除性能，成本低，稳定性良好，且可重复利用。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，特别涉及一种适用于室温高效脱除甲醛的非贵金属催化剂及其制备方法。

背景技术

甲醛(HCHO)是一种典型的室内空气污染物，其无色有刺激性气味，即使在百万分之几(ppm)水平的浓度下也会对人体健康产生不利影响，如引起恶心、头痛、皮肤损伤等疾病，甚至引发白血病、细胞核基因突变、癌症等严重疾病。因此，甲醛的去除对保护人类健康至关重要。目前研究者已开发出多项技术来消除室内甲醛污染，相比目前市场主流的吸附、等离子体氧化和光催化氧化等除甲醛技术，室温催化氧化除甲醛的反应条件温和、无需额外外加热源和光源，在室温下即可将甲醛氧化成二氧化碳和水，是最环保、最经济、最有前景的甲醛净化技术之一。

有研究表明，在众多室温催化甲醛去除技术中，贵金属催化剂(Precious MetalCatalyst)是一种能改变化学反应速度而本身又不参与反应最终产物的贵金属材料，常温下的除甲醛催化剂多以贵金属Pt负载TiO₂、MnO₂、CeO₂等，它们具有较高的催化活性，同时还具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性，成为最重要的催化剂材料。目前，利用贵金属催化剂在室温下降解甲醛的研究已经十分广泛，但昂贵的价格使其实际应用受到限制。与室温催化氧化甲醛的贵金属催化剂相比，非贵金属催化剂具有原料成本低等优点，因而近年来备受重视。但是目前室温下能有效去除甲醛的非贵金属催化剂很少见，大部分非贵金属催化剂都用在50℃以上的环境。

因此，急需开发一种负载非贵金属金属催化剂，实现在室温下低成本高效脱除甲醛。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种适用于室温高效脱除甲醛的非贵金属催化剂及其制备方法，本发明利用非贵金属Co负载TiO₂且Co以单原子的形式存在，具体通过颗粒状TiO₂(P25)制备具有管状形貌的TiO₂ NTs，再将过渡金属Co高度分散地负载在TiO₂NTs上，提高金属原子Co的利用效率，从而制备出对甲醛具有高催化活性的过渡金属催化剂Co/TiO₂ NTs，实现在室温下高效去除甲醛。

为了实现以上目的，本发明的技术方案之一为：一种适用于室温条件下高效脱除甲醛的非贵金属催化剂，所述非贵金属催化剂为负载有过渡金属Co的TiO₂NTs，所述TiO₂NTs具有管状形貌。

进一步地，所述非贵金属催化剂中Co相对TiO₂NTs的含量(质量百分比)为0.1—2wt％。

优选地，Co相对TiO₂NTs的含量为0.7wt％。

为了实现以上目的，本发明的技术方案之二为：一种适用于室温条件下高效脱除甲醛的非贵金属催化剂的制备方法，包括如下步骤：采用水热法合成具有管状形貌的TiO₂NTs，再通过浸渍法将过渡金属Co高度分散的负载在TiO₂ NTs上，并通过煅烧获得Co/TiO₂ NTs过渡金属催化剂。