[发明专利]一种去除甲醛的凹凸棒石黏土复合催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种去除甲醛的凹凸棒石黏土复合催化剂及其制备方法和应用，该复合催化剂主要包括复合载体、贵金属组分和活性金属组分，所述复合载体主要由以下重量份原料所制成：凹凸棒石黏土30‑45份、金属氧化物25‑35份、聚丙烯酸丁酯8‑15份、甲基纤维素3‑8份、脂肪酸二乙醇酰胺5‑10份、邻苯二甲酸5‑10份；所述贵金属组分加入量按贵金属元素质量计占凹凸棒石黏土质量的0.0005‑0.001％，所述活性金属组分加入量按活性金属元素质量计占凹凸棒石黏土质量的0.01‑0.02％。本发明制备的复合催化剂，比表面大，结构稳定，光催化性能好，可以有效去除环境中甲醛，制备方法简单方便，可以应用于工业化生产。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种去除甲醛的凹凸棒石黏土复合催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

甲醛作为一种常见的室内有毒污染气体，广泛来源于建筑材料、装饰物品以及家具材料等的释放。甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌物质，即使低剂量的甲醛，人体长期接触后也会对眼、皮肤和呼吸器官有强烈的刺激效应，具有强烈的致癌和促癌作用，易引起鼻咽癌、结肠癌、细胞核的基因突变和白血病等病症。为了满足日益严格的环境保护规则和人们追求更高品质生活的需要，有效去除室内甲醛气体成为当前迫切需要解决的问题。

一般来说，去除甲醛有很多方法，包括：吸附(物理吸附和化学吸附)法，等离子技术法，光催化氧化法以及非光催化氧化法等方法。在这些方法中，吸附法是利用活性炭等高比表面物质来吸附甲醛以达到降低甲醛浓度的目的。此法操作方便，然而易带来二次污染，且必须经常更换吸附材料；等离子技术法是通过放电产生大量等离子体氧化空气中的甲醛以达到净化空气的目的。此方法易产生臭氧对空气造成二次污染，且装置复杂；光催化氧化法是利用光催化剂，在特定光源如紫外激发光源的照射下催化氧化甲醛。此方法装置较复杂，且需要提供额外的能量；植物净化法是通过植物如吊兰、虎皮兰等植物来吸收室内的甲醛有毒气体，但效果甚微；室内通风法是通过室内与室外的空气流动来降低室内空气中有害物质的含量，然而甲醛污染源一般需要三到十五年的释放周期，释放周期太长；传统热催化氧化法是利用催化剂在热能的作用下催化氧化甲醛，然而此方法一般需要较高温度。因此，寻求一种在温和条件下(如室温条件下)能够有效降解甲醛的催化剂成为本领域的研究热点。

凹凸棒石黏土又称凹凸棒土，是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，在我国资源丰富，主要分布在苏皖等地。凹凸棒土具有阳离子可交换性、吸水性、吸附脱色性以及非常大的比表面积，使其成为一种性能良好的催化剂载体，可以有效提高催化性能。例如，已有报道以凹凸棒土为催化剂载体的专利：专利CN200910031954A公开了一种以有机改性凹凸棒土为载体的杂多酸催化剂的制备；专利CN201310669220A公开了一种铂/凹凸棒土纳米负载催化剂其制备方法及应用；专利CN201210538805A公开了一种凹凸棒土负载纳米金催化剂的制备方法；专利CN201210076669A公开了一种以凹凸棒土为载体的聚酯催化剂及其制备和应用。专利201310222446A公开了一种聚酯缩聚用铝钛复合催化剂及其制备方法。

现有技术中如专利磁性聚吡咯/二氧化钛/粘土纳米复合光催化剂及其制备方法(CN 102389837 A)公开了利用粘土高的比表面积和优异的吸附性能来富集污染物，增大二氧化钛与有机物的接触率，利用纳米二氧化钛的高效光催化氧化作用使粘土表面吸附的污染物分解，实现光催化剂的再生和循环使用，利用负载的磁性Fe₃O₄，可以在磁场中实现光催化剂的分离和回收；但是该专利中只是使用粘土和二氧化钛直接反应简单结合，并不能使比表面积增大很多，且不能形成微孔-介孔结构，而二氧化钛与粘土间的磨擦是两者不易结合，同时由于粘土比表面大但是膨胀特性的使得不够光滑，表面缺陷增加，自守性和流动性较差，缺乏可塑性使得形成催化材料稳定性不足。

此外，现有技术中还采用二氧化钛等金属氧化物和贵金属结合形成催化剂，虽然光催化性能强，但是贵金属需求量大，成本高；而二氧化钛等金属氧化物其他物质结合，不含贵金属制成催化剂，虽然成本低廉，但是催化效果一般。