一种用于催化去除甲醛的催化剂及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种用于催化去除甲醛的催化剂及其制备方法和用途，所述催化剂以TiO

【技术实现步骤摘要】
一种用于催化去除甲醛的催化剂及其制备方法和用途
本专利技术属于环境催化领域，涉及一种用于催化去除甲醛的催化剂及其制备方法和用途。
技术介绍
甲醛是主要的室内空气污染物之一，对人体具有严重的危害，因此，研究高效去除甲醛的材料和相关技术具有非常重要的意义。催化氧化法可将甲醛完全转化为无毒无害的CO2和H2O，是一种有效的甲醛去除方法。CN105964289A公开了一种室温除甲醛催化剂及其制备方法，所述除甲醛催化剂包括改性载体及负载于改性载体上的活性组分；所述的改性载体为经过钛酸四丁酯及硅烷偶联剂改性的多孔载体；其中，钛酸四丁酯用量为所述多孔载体质量的0.1-5％；硅烷偶联剂用量为所述多孔载体质量的0.1-1％；所述的活性组分为核-粒结构的Agx-Pt纳米材料，其中，x为摩尔比且10≤x≤20；活性组分的用量为所述的除甲醛催化剂总质量的0.1-5％，此方案所述催化剂需采用贵金属Pt，其成本较高，且催化剂制备过程复杂，可重复性差；CN107694564A公开了一种分解甲醛的催化剂及其制备方法，本专利技术的分解甲醛的催化剂，所述催化剂的载体为活性炭，所述催化剂的活性组分为负载在所述载体上的铂和钯，所述催化剂还包括疏水组分，所述疏水组分为包裹在所述催化剂表面的疏水多孔材料层，其中，所述铂的负载量为0.02～0.3wt％，所述钯的负载量为0.02～0.3wt％，此方案所述催化剂采用贵金属钯和铂作为活性组分，成本高。CN105964290A公开了一种催化氧化去甲醛催化剂，包括改性载体及负载于改性载体上的活性组分；所述的改性载体为经过钛酸四丁酯及硅烷偶联剂改性的多孔载体；其中，钛酸四丁酯用量为所述多孔载体质量的0.1-5％；硅烷偶联剂用量为所述多孔载体质量的0.1-1％；所述的活性组分为核-粒结构的Agx-Au纳米材料，其中，x为摩尔比且10≤x≤20；活性组分的用量为所述的除甲醛催化剂总质量的0.1-5％，此方案所述催化剂的制备过程复杂，成本较高。因此，开发一种价格较低，催化剂制备过程重复性好，且能高效催化氧化甲醛的催化剂及其制备方法仍具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于催化去除甲醛的催化剂及其制备方法和用途，所述催化剂以TiO2为载体，所述载体表面负载活性组分和助剂，所述活性组分为Ag，所述助剂为Ni、Fe或Co中的任意一种或至少两种的组合，所述催化剂中助剂、载体及活性组分银间的协同作用，使得所述催化剂具有优异的催化去除甲醛的性能，且所述催化剂的制备方法简单，可重复性强。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种用于去除甲醛的催化剂，所述催化剂以TiO2为载体，所述载体表面负载活性组分和助剂，所述活性组分为Ag，所述助剂为Ni、Fe或Co中的任意一种或至少两种的组合，所述组合示例性的包括Fe和Ni的组合、Fe和Co的组合、Co和Ni的组合或Fe、Co和Ni的组合等。本专利技术所述催化剂中助剂的加入使得催化剂的性能相较于不加入助剂的催化剂的活性明显提高，且所述催化剂具有优异的抗水性，在相对湿度为35％的条件下，温度为140℃时，其催化甲醛去除的效率可达100％。优选地，所述助剂为Ni。本专利技术所述催化剂助剂采用上述元素，其能与Ag和TiO2相互作用，使得催化剂催化降解甲醛的性能明显提高，且所述元素优选为Ni。助剂元素Fe、Co、Ni等的添加可以通过提高金属Ag的相对含量，从而增加催化剂的活性位点数量，此外，助剂与活性Ag位点之间还存在相互作用，使Ag对氧气和水的活化能力进一步提高，进而改善催化剂的催化性能。优选地，以载体的质量为100％计，所述活性组分Ag的负载量为0.1％-15％，例如0.5％、1％、2％、5％、8％、10％、12％或14％等。优选地，以载体的质量为100％计，所述助剂的质量百分含量为0.5％-20％，例如1％、3％、5％、7％、9％、11％、13％、15％、17％或19％等，优选为8％-10％。优选地，所述活性组分与助剂的摩尔比为1:0.1-1:2，例如1:0.2、1:0.4、1:0.6、1:0.8、1:1、1:1.2、1:1.4、1:1.6或1:1.8等。优选地，所述TiO2为任何单晶和/或混晶的商业TiO2。优选地，所述TiO2的平均粒径为10-100nm，例如20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm或90nm等。第二方面，本专利技术提供了如第一方面所述的催化剂的制备方法，所述方法为浸渍法。优选地，所述催化剂的制备方法包括以下步骤：(1)配制含银前驱体和助剂前驱体的混合溶液；(2)将TiO2浸渍在步骤(1)的混合溶液中，之后干燥，焙烧，得到所述催化剂。本专利技术所述催化剂的制备过程中采用上述方法，其具有制备过程简单，可重复性好的特点，适于工业化应用。优选地，步骤(1)所述银前驱体包括硝酸银。优选地，步骤(1)所述助剂前驱体包括Fe前驱体、Ni前驱体或Co前驱体中的任意一种或至少两种的组合；所述组合示例性的包括Fe前驱体和Ni前驱体的组合、Co前驱体和Fe前驱体的组合或Ni前驱体和Co前驱体的组合等，优选为Ni前驱体。优选地，所述Fe前驱体包括硝酸铁、硫酸铁或氯化铁中的至少一种。优选地，所述Ni前驱体包括硝酸镍和/或醋酸镍。优选地，所述Co前驱体包括硝酸钴和/或醋酸钴。优选地，步骤(2)所述焙烧的温度为300-500℃，例如350℃、400℃或450℃等。优选地，步骤(2)所述焙烧的时间为2-4小时，例如2.5小时、3小时或3.5小时等。作为本专利技术优选的技术方案，所述催化剂的制备方法包括以下步骤：(a)配置含银前驱体和助剂前驱体的混合溶液，所述助剂前驱体包括Fe前驱体、Ni前驱体或Co前驱体中的任意一种或至少两种的组合；(b)将TiO2浸渍在步骤(a)的混合溶液中，搅拌后干燥，300-500℃焙烧2-4h，得到所述催化剂。第三方面，本专利技术提供了如第一方面所述的催化剂的用途，所述催化剂用于热催化去除甲醛。优选地，所述催化去除甲醛的反应温度为35-140℃，例如40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃或130℃等，优选为120-140℃。优选地，所述催化去除甲醛的湿度为20％-50％，例如25％、30％、35％、40％或45％等，优选为30％-35％。相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术所述催化剂以TiO2为载体，其表面负载活性组分Ag和助剂，所述助剂选自Ni、Fe或Co中的任意一种或至少两种的组合，其中，助剂的加入，可以通过提高金属Ag的相对含量，从而增加催化剂的活性位点数量，此外，助剂与活性Ag位点之间还存在相互作用，使Ag对氧气和水的活化能力进一步提高；进而使得所述催化剂催化氧化甲醛的性能明显改善；(2)本专利技术所述催化剂的制备方法简单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于去除甲醛的催化剂，其特征在于，所述催化剂以TiO

【技术特征摘要】
1.一种用于去除甲醛的催化剂，其特征在于，所述催化剂以TiO2为载体，所述载体表面负载活性组分和助剂，所述活性组分为Ag，所述助剂为Ni、Fe或Co中的任意一种或至少两种的组合。


2.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述助剂为Ni；
优选地，以载体的质量为100％计，所述活性组分Ag的负载量为0.1％-15％。


3.如权利要求1或2所述的催化剂，其特征在于，以载体的质量为100％计，所述助剂的质量百分含量为0.5％-20％，优选为8％-10％。


4.如权利要求1-3任一项所述的催化剂，其特征在于，所述活性组分与助剂的摩尔比为1:0.1-1:2。


5.如权利要求1-4任一项所述的催化剂，其特征在于，所述TiO2为单晶和/或混晶的商业TiO2；
优选地，所述TiO2的平均粒径为10-100nm。


6.如权利要求1-5任一项所述的催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法为浸渍法。


7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)配制含银前驱体和助剂前驱体的混合溶液；
(2)将TiO2浸渍在步骤(1)的混合溶液中，之后干燥，焙烧，得到所述催化剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：张长斌，陈学燕，秦晓晓，陈敏，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11