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一种羟基磷石灰负载铂催化剂及其制备方法技术

技术编号:21152728 阅读:193 留言:0更新日期:2019-05-22 05:41
本发明专利技术提供了一种羟基磷石灰负载铂催化剂及其制备方法,所述方法包括:将羟基磷石灰或改性的羟基磷石灰分散在水中,得到分散液;向所述分散液中加入少量铂前驱体,得到混合液;向所述混合液中加入用于还原所述铂前驱体的还原剂,得到混合物;将所述混合物提纯,得到含有Pt质量占比为0.2~0.4wt%的复合催化剂。该复合催化剂能够在室温下有效催化分解甲醛为无毒的二氧化碳和水。

A platinum catalyst supported on hydroxyapatite and its preparation method

The invention provides a platinum catalyst supported on hydroxyapatite and a preparation method thereof. The method comprises: dispersing hydroxyapatite or modified hydroxyapatite in water to obtain a dispersion solution; adding a small amount of platinum precursor to the dispersion solution to obtain a mixture; adding a reducing agent for reducing the platinum precursor to the mixture solution to obtain the mixture; Compound catalysts containing 0.2-0.4wt% Pt were obtained by purification. The composite catalyst can effectively catalyze the decomposition of formaldehyde into non-toxic carbon dioxide and water at room temperature.

【技术实现步骤摘要】
一种羟基磷石灰负载铂催化剂及其制备方法
本专利技术涉及室内空气净化领域;具体地,涉及一种羟基磷石灰负载铂催化剂及其制备方法。
技术介绍
甲醛是典型的室内空气污染物,会刺激眼睛和喉咙,导致人体皮肤瘙痒等,如果长期接触,会致癌甚至死亡。有效去除室内甲醛污染,保障人体健康具有重要意义。目前,室温去除甲醛方法由于无需额外能量和装置而能使甲醛彻底氧化成二氧化碳和水,引起了研究工作者的广泛兴趣。高效催化剂的设计和制备是室温去除甲醛的关键因素。目前高效的室温去除甲醛催化剂主要是负载贵金属复合催化剂。在众多的研究中发现,载体的本性,微结构以及表面羟基等对负载贵金属型催化剂具有重要影响。研究过的载体有金属氧化物如TiO2、MnO2、CeO2及其一些复合氧化物,氢氧化物如水合铁以及非金属氧化物如SiO2等,这些活性载体存在原料来源价格昂贵或与环境的兼容性不太好等劣势。继续寻求高效、价格低廉和环境友好的载体仍然具有十分重要的研究意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的上述载体的缺陷,提供一种羟基磷石灰负载铂催化剂及其制备方法,其将羟基磷石灰选为室温催化分解甲醛复合催化剂的载体,并负载低含量Pt,以降低催化剂成本,得到的复合催化剂具有优异的室温去除甲醛活性,从而达到去除甲醛的目的。为了实现上述目的,在基础的实施方案中,本专利技术提供一种羟基磷石灰负载铂催化剂,所述催化剂的载体为羟基磷石灰,活性中心为Pt纳米颗粒,其中,Pt在催化剂中的质量占比为0.2~0.4%。本专利技术另一方面提供了上述羟基磷石灰负载铂催化剂的制备方法,包括如下步骤:(1)将羟基磷石灰分散在水中,得到分散液;(2)向所述分散液中加入铂前驱体,得到混合液;(3)向所述混合液中加入用于还原所述铂前驱体的还原剂,得到混合物;(4)将所述混合物提纯,得到含有Pt质量占比为0.2wt%~0.4wt%的所述复合催化剂。在一种优选的实施方案中,所述铂前驱体为氯铂酸,所述氯铂酸中的铂元素占所述复合催化剂的质量百分数0.2~0.4%。在一种优选的实施方案中,所述还原剂为硼氢化钠和氢氧化钠混合物。在一种优选的实施方案中,将羟基磷石灰分散在水中后,磁力搅拌0.2h-0.3h,得到分散液。在一种优选的实施方案中,将所述铂前驱体在所述分散液浸渍0.25h~0.5h,得到所述混合液。在一种优选的实施方案中,所述提纯包括:离心及干燥。在一种优选的实施方案中,所述羟基磷石灰的制备方法包括:将钙盐分散在水中,得到分散液I;将磷酸盐溶解在碱液中,得到溶液II;将分散液I和溶液II搅拌均匀后,在150℃-200℃下水热处理,然后再将获得的前驱体在600℃-800℃下煅烧,得到羟基磷石灰材料;在一种优选的实施方案中,所述羟基磷石灰的制备方法包括:将钙盐和改性剂分散在水中,得到分散液I;将磷酸盐溶解在碱液中,得到溶液II;将分散液I和溶液II搅拌均匀后,在150℃-200℃下水热处理,然后再将获得的前驱体在600℃-800℃下煅烧,得到改性的羟基磷石灰材料。在一种优选的实施方案中,所述钙盐选自硝酸钙、醋酸钙及氯化钙;所述磷酸盐选自磷酸氢二钠、磷酸三钠及磷酸氢二钾;所述碱液选自NaOH溶液、KOH溶液以及KOH、NaOH的混合物溶液。在一种优选的实施方案中,所述改性剂选自柠檬酸钠和六次甲基四胺。在一种优选的实施方案中,所述钙盐和磷酸盐的摩尔比为4-5:1。在一种优选的实施方案中,所述改性剂与钙盐的重量比为1:45-50。在一种优选的实施方案中,所述煅烧过程中,升温速率为3-8℃/min。通过上述技术方案,本专利技术制备方法利用羟基磷石灰的优点和通过调控羟基磷石灰载体的表面化学性质,设计和制备了负载低含量贵金属Pt复合催化材料,使所制备的复合催化剂成本大大降低,且与环境兼容性好,能促进复合催化剂在生活中的广泛应用。该复合催化剂能够在室温下有效催化分解甲醛为无毒的二氧化碳和水。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一、实施例二和实施例三提供的复合催化剂的X射线衍射谱图;图2是本专利技术实施例一提供的复合催化剂的扫描电子显微镜谱图;图3是本专利技术实施例二提供的复合催化剂的扫描电子显微镜谱图;图4是本专利技术实施例三提供的复合催化剂的扫描电子显微镜谱图;图5是本专利技术实施例二提供的复合催化剂的X射线能谱图;图6a-6b是本专利技术实施例一、实施例二和实施例三提供的复合催化剂在室温下催化氧化甲醛过程中甲醛降低(6a)和二氧化碳升高(6b)的结果对比图。具体实施方式为了更好的理解上述技术方案,下面通过具体实施例对本申请技术方案做详细的说明,应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明,而不是对本申请技术方案的限定,在不冲突的情况下,本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。应当理解的是,这里所使用的术语“和/或”包括其中一个或更多所列出的相关联项目的任意和所有组合。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。针对现有技术存在的上述载体的缺陷,由于羟基磷石灰具有很好的化学稳定性,生物兼容性和活性。本专利技术实施例利用羟基磷石灰上述的这些优点,及其含有丰富的表面羟基等特性,将其选为室温催化分解甲醛复合催化剂的载体。本专利技术实施例的主要思路是:一种羟基磷石灰负载铂催化剂,所述复合催化剂的载体为羟基磷石灰,活性中心为Pt纳米颗粒,其中,Pt在复合催化剂中的质量占比为0.2~0.4%。上述羟基磷石灰负载铂催化剂的制备方法,包括如下步骤:(1)将羟基磷石灰分散在水中,得到分散液;(2)向所述分散液中加入铂前驱体,得到混合液;(3)向所述混合液中加入用于还原所述铂前驱体的还原剂,得到混合物;(4)将所述混合物提纯,得到含有Pt质量比为0.2~0.4wt%的所述复合催化剂。上述的羟基磷石灰负载铂复合催化剂具有优异的室温去除甲醛活性;另外,羟基磷石灰可采用改性剂改性制备,加入改性剂改性后的羟基磷石灰负载铂复合催化剂,与未改性羟基磷石灰负载铂复合催化剂相比,其活性明显增强。以下将结合具体实施例对本专利技术进行详细描述。实施例中所用的材料可通过市售渠道获得。实施例一将4.78g四水硝酸钙溶解在100mL的水中,得到溶液I,将1.58g十二水磷酸氢二钠溶解在40mL的2mol/LNaOH溶液中,得到溶液II。将溶液I和溶液II在40℃下搅拌8h,充分分散后,将该反应液转移至反应釜中,然后在180℃下水热处理12h,所获得的前驱体固体通过离心干燥后,在700℃下煅烧2h(升温速度为5℃/min),得到羟基磷石灰材料;取0.4g磷石灰分散到30mL蒸馏水中,经磁力搅拌0.25h,得到分散液;向分散液中加入铂前驱体,该铂前驱体可以为氯铂酸,继续搅拌0.5h,得到混合液,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种羟基磷石灰负载铂催化剂,其特征在于:所述催化剂的载体为羟基磷石灰,活性中心为铂纳米颗粒,其中,铂在催化剂中的质量占比为0.2~0.4%。

【技术特征摘要】
1.一种羟基磷石灰负载铂催化剂,其特征在于:所述催化剂的载体为羟基磷石灰,活性中心为铂纳米颗粒,其中,铂在催化剂中的质量占比为0.2~0.4%。2.如权利要求1所述羟基磷石灰负载铂催化剂的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:将羟基磷石灰分散在水中,得到分散液;向所述分散液中加入铂前驱体,得到混合液;向所述混合液中加入用于还原所述铂前驱体的还原剂,得到混合物;将所述混合物提纯,得到含有铂质量占比为0.2~0.4wt%的所述催化剂。3.根据权利要求2所述羟基磷石灰负载铂催化剂的制备方法,其特征在于:所述铂前驱体为氯铂酸,所述氯铂酸中的铂元素占所述催化剂的质量百分数0.2~0.4%。4.根据权利要求2所述羟基磷石灰负载铂催化剂的制备方法,其特征在于:所述还原剂为硼氢化钠和氢氧化钠混合物。5.根据权利要求2所述羟基磷石灰负载铂催化剂的制备方法,其特征在于:将羟基磷石灰分散在水中后,搅拌0.2h-0.3h,得到分散液;将所述铂前驱体在所述分散液浸渍0.25~0.5h,得到所述混合液。6.根据权利要求2所述羟基磷石灰负载铂催化剂的制备方法,其特征在于:所述羟基磷石灰的制备方法包括:将钙...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐志花黄刚严朝雄
申请(专利权)人:江汉大学
类型:发明
国别省市:湖北,42

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