[发明专利]一种负载铁铈的介孔硅基催化剂的制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种负载铁铈的介孔硅基催化剂的制备方法与应用，属于催化剂制备及应用领域。本发明首先制备介孔硅材料；其次将介孔硅材料与铈的前驱体混合，经过滤干燥后焙烧；最后将焙烧得到的粉末与铁的前驱体混合，经过滤干燥后焙烧得到负载铁铈的介孔硅基催化剂。本发明制备方法简单，将制备的催化剂在常温常压下催化氧化混合气体中低浓度的甲醛，去除效率高、去除能力强。

技术领域

本发明涉及一种催化剂的制备方法与应用，具体涉及一种负载铁铈的介孔硅基催化剂的制备方法与应用，属于催化剂制备及应用领域。

背景技术

在各种室内污染物中，甲醛因其毒性巨大，来源广泛，已成为室内最严重的污染物之一。目前，治理室内甲醛污染的方法有很多种，如吸附、光催化、等离子体技术等都存在局限性及引起二次污染的顾虑。因而，寻求一种高效、经济、限制少的处理技术，不仅降低甲醛浓度，同时选择性地产生无污染物质，具有重要意义。Fe-Ce催化体系能够有效催化氧化甲醛，但其本身容易团聚、催化效率低，尤其是催化低浓度甲醛时催化效率更低；因此如何提高Fe-Ce催化体系的催化效率成为亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种负载铁铈的介孔硅基催化剂的制备方法，以介孔硅基材料为载体，Fe-Ce作为催化活性组分，制备方法简单，制备得到的催化剂对甲醛的催化效率高，可以有效去除混合气体中的低浓度甲醛。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种负载铁铈的介孔硅基催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将表面活性剂、水和盐酸混合搅拌，得到均匀溶液，向所述均匀溶液中滴加正四硅酸乙酯TEOS，在40℃水浴中搅拌24h后倒入水热釜，静止晶化，经冷却、过滤、干燥后置于马弗炉中煅烧，得到介孔硅；

(2)分别配制铈的前驱体水溶液和铁的前驱体水溶液；

(3)向步骤(2)得到的铈的前驱体水溶液中加入步骤(1)得到的介孔硅，混合均匀后过滤、干燥，然后将得到的粉末置于马弗炉中煅烧得到负载铈的介孔硅；

(4)向步骤(2)得到的铁的前驱体水溶液中加入步骤(3)得到的负载铈的的介孔硅，将混合均匀后得到的混合液过滤、干燥，然后将得到的粉末置于马弗炉中煅烧得到负载铁铈的介孔硅基催化剂；

步骤(4)中所述的混合液中铁与铈/介孔硅的质量比为(1～3):10。

作为优选方案，步骤(1)中所述的表面活性剂为P123，步骤(1)中各原料的配方为：每2g P123，水的用量为63.95ml，盐酸的用量为10ml，正四硅酸乙酯的用量为4.25g；步骤(1)中所述的晶化温度为100℃，时间为24h；所述的煅烧条件为：空气气氛，煅烧温度550℃，升温速率1℃/min，煅烧时间6h。

作为优选方案，步骤(2)中所述铈的前驱体为Ce(NO₃)₃，铁的前驱体为Fe(NO₃)₃。

作为优选方案，步骤(3)中所述的介孔硅在铈前驱体水溶液中的质量体积浓度为0.04g/ml；所述的干燥条件为：温度80℃，时间12h；所述的煅烧条件为：空气气氛，煅烧温度350℃，升温速率1℃/min，煅烧时间6h。

作为优选方案，步骤(4)中所述的负载铈的介孔硅在铁前驱体水溶液中的质量体积浓度为0.02g/ml；所述的干燥条件为：温度80℃，时间12h；所述的煅烧条件为：空气气氛，煅烧温度350℃，升温速率1℃/min，煅烧时间6h。

一种采用上述制备方法制备的负载铁铈的介孔硅基催化剂。