[发明专利]Pd/Mn3

说明书

本发明涉及污染控制与技术领域，具体涉及Pd/Mnsubgt;3/subgt;Osubgt;4/subgt;‑MnO催化剂及其制备方法和在催化氧化甲醛中的应用，通过液相还原法将Pd均匀负载在MnOsubgt;2/subgt;上，通过氢气还原的方法原位构建Pd负载Mnsubgt;3/subgt;Osubgt;4/subgt;‑MnO双组分金属氧化物催化剂，甲醛催化氧化过程中，甲醛首先在Pd/Mnsubgt;3/subgt;Osubgt;4/subgt;上被氧化为中间体HCOOH，该中间体在Pd/MnO上进一步被氧化分解为COsubgt;2/subgt;和Hsubgt;2/subgt;O，分步骤催化氧化使制得的Pd负载双组分氧化物催化剂具有较高的催化性能，以及在不同相对湿度下较好的稳定性，本发明提供的一种用于室温催化氧化甲醛的催化剂，具有Pd负载量低，制备材料简单，室温反应活性高，稳定性好以及抗水性好等特点。

技术领域

本发明涉及污染控制与技术领域，具体涉及Pd/Mn₃O₄-MnO催化剂及其制备方法和在催化氧化甲醛中的应用。

背景技术

我国经济、社会的迅速发展，给人民的物质生活水平带来了极大的提高，但由此引发的环境问题特别是室内空气污染也不断危害人们的健康。甲醛(HCHO)是一种普遍存在的致癌室内空气污染物，长期接触会导致多种疾病，例如皮肤过敏、哮喘、急性中毒、神经衰弱甚至多种癌症。探索消除甲醛的有效方法对于改善空气质量的经济性和安全性至关重要。在众多去除甲醛的方法中，催化氧化技术可以在较低温度下将甲醛转化为无害的二氧化碳和水。然而，考虑到其应用环境的要求，催化氧化也存在一些技术难点，如贵金属负载率过高，商业应用会受限于其高成本；废物在催化剂表面的积累、催化剂与解离反应物之间的相互作用以及催化剂中毒抑制氧化还原能力。所有这些现象通常会导致催化剂在长时间运行后严重失活，从而抑制催化氧化的处理效率。

目前，用于去除室内甲醛污染的催化剂主要有过渡金属氧化物催化剂、贵金属负载型催化剂，而过渡金属氧化物催化氧化甲醛的效果一般，往往需要更高的反应温度，贵金属负载型催化剂催化甲醛效果较好，但若负载率过高，商业应用会受限于其高成本。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种Pd/Mn₃O₄-MnO催化剂的制备方法及其催化氧化甲醛的应用，提供一种高效、廉价的用于室温催化氧化甲醛的催化剂，通过构建双组分金属氧化物负载的Pd催化剂，具有负载率低，制备材料简单，室温反应活性高，稳定性好以及抗水性好等特点。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个目的是提供一种Pd/Mn₃O₄-MnO催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备δ-MnO₂；

(2)Pd/MnO₂的制备：

S21、将柠檬酸钠、聚乙烯吡咯烷酮和Na₂PdCl₄置于水中混合均匀，得到含钯溶液；

S22、依次将抗坏血酸水溶液和步骤(1)制得的δ-MnO₂粉末的分散液，加至S21得到的含钯溶液中，80℃搅拌，经离心、漂洗、干燥、粉碎过筛，即得Pd/MnO₂；

(3)Pd/Mn₃O₄-MnO催化剂的制备：

将步骤S22制得的Pd/MnO₂在H₂/Ar气氛下、在200～350℃进行还原反应，即得到Pd/Mn₃O₄-MnO催化剂。