一种用于室温甲醛净化的催化剂及其用途制造技术

本发明专利技术涉及一种用于室温甲醛净化的催化剂，所述催化剂包括多孔无机氧化物载体以及负载在载体上的活性组分和助剂，所述活性组分包括过渡金属活性组分，所述过渡金属为锰、铁、钌、铱、锇、镍、铜或锌中的任意一种或者至少两种的组合。所述用于室温甲醛净化的催化剂的使用条件简单，操作方便，可有效用于室温条件下催化氧化室内主要污染物甲醛，该催化剂在室温条件下就可以催化氧化甲醛为二氧化碳和水，没有甲酸、一氧化碳和甲酸甲酯等副产物，甲醛转化率可高达100％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种催化剂，特别涉及一种用于室温甲醛净化的催化剂。
技术介绍
随着人们物质文化生活水平的提高，室内装修已成为时尚，但室内空气污染也越来越严重。甲醛是室内环境中最典型、最严重的污染物之一。我国国家标准规定的室内空气中甲醛污染物的浓度限值是0.08mg/m3。目前，我国室内环境中甲醛浓度超标的情况非常严重，根据国家疾病控制中心的抽样检测调查发现，我国60％以上的新装修居民住宅甲醛浓度超标，给人们身体健康造成了极大的危害。随着环保意识的提高，人们对室内甲醛污染愈发关注，近年来因室内甲醛浓度超标引起的投诉案例也是屡见报道。因此，研究甲醛净化技术，有效消除室内甲醛污染已成为改善人们生活环境的迫切任务。现有室内甲醛净化技术以吸附技术、光催化技术为主。吸附技术主要采用活性炭、分子筛等高比表面材料来吸附甲醛，但由于吸附材料吸附能力有限，需定期再生或更换，同时易产生二次污染。光催化技术主要利用纳米TiO2作为光催化剂来分解甲醛，存在需要紫外激发光源、对可见光利用效率低、催化剂易失活等问题。非光催化氧化净化室内甲醛由于不需要光和其他能量输入，在室温下就能完全催化氧化甲醛生成水和二氧化碳最终产物，该技术得到了广泛推广应用。CN101380574公开了一种室温催化完全氧化甲醛的催化剂，该催化剂由多孔性无机氧化物载体、贵金属组分和助剂组分三部分组成。多孔性无机氧化物载体是二氧化铈、二氧化锆、二氧化钛、三氧化二铝、二氧化锡、二氧化硅、三氧化二镧、氧化镁、氧化锌其中的一种或一种以上混合物或其复合氧化物、沸石、海泡石、多孔性炭材料，催化剂贵金属组分为铂、铑、钯、金、银中至少一种，助剂组分是碱金属锂、钠、钾、铷、铯中至少一种。该专利技术的催化剂中使用的贵金属组分按金属元素重量换算计的负载量是0.1-10％，优选为0.3-2％；助剂组分按金属元素重量换算计的负载量是0.2-30％，优选为1-10％，当助剂组分的负载量低于0.2％或高于30％时，催化剂室温催化氧化甲醛的活性显着降低。CN1795970A提供一种用于室温条件下催化完全氧化低浓度甲醛的高活性催化剂。该催化剂使用简单易得的金属氧化物和非常少量的贵金属为原料，制备方法简单。该催化剂由金属氧化物为主体，在金属氧化物上负载贵金属组分构成。前述金属氧化物组分可以是下列的金属氧化物群中至少一种，前述贵金属组分可以是下列的贵金属群中至少一种。金属氧化物：二氧化铈、二氧化锆、二氧化钛、三氧化二铝、三氧化二镧、氧化镁、氧化锌、氧化钙、氧化铜；贵金属群:铂、金、铑、钯、银。该专利技术的催化剂，由普通金属氧化物和少量贵金属组成，可有效应用于室温条件下甲醛的催化氧化。该专利技术的催化剂的催化活性高，持续时间长，在室温条件下甲醛的转化率可高达100％，产物为二氧化碳和水。CN102941111A公开了一种用于室温甲醛净化的金属载体负载的催化剂，所述催化剂由金属载体、负载于金属载体上的多孔无机材料、负载于多孔无机材料上的贵金属活性组分和助剂组成，所述金属载体为铁铬铝合金，所述贵金属选自铂、铑、钯、金或银中的任意一种或者至少两种的混合物，所述助剂为碱金属单质、碱金属化合物、碱土金属单质或碱土金属化合物中的任意一种或者至少两种的混合物。但是，上述已有技术的催化剂的价格昂贵，抗湿性能差，且稳定性差。
技术实现思路
针对已有技术的问题，本专利技术的目的在于之一提供一种用于室温甲醛净化的催化剂，所述催化剂在保持催化效率的前提下，具有优异的抗湿性能以及稳定性。为了达到上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种用于室温甲醛净化的催化剂，所述催化剂包括载体、活性组分以及助剂，所述载体为多孔无机氧化物载体，所述活性组分包括过渡金属活性组分，所述过渡金属为锰、铁、钌、铱、锇、镍、铜或锌中的任意一种或者至少两种的组合。优选地，所述多孔无机氧化物载体的比表面积为10～1000m2/g，例如20m2/g、50m2/g、100m2/g、200m2/g、300m2/g、400m2/g、500m2/g、600m2/g、700m2/g、800m2/g或900m2/g，优选为50～400m2/g，进一步优选为60-180m2/g。选择该优选地多孔无机氧化物载体的比表面积可以在保证其具有优异的催化活性的前提下，显著提高催化剂的稳定性。优选地，所述多孔无机氧化物载体的粒径为2-200nm，例如10nm、20nm、40nm、60nm、80nm、100nm、120nm、140nm、160nm或180nm，优选为10-100nm，进一步优选为20-60nm。选择该优选地粒径，可以显著提高催化剂的抗湿性能和稳定性。优选地，所述多孔无机氧化物载体是二氧化铈、二氧化锆、二氧化钛、三氧化二铝、二氧化锡、二氧化硅、三氧化二镧、氧化锰、氧化铁、氧化钙、氧化镁或氧化锌中的任意一种或至少两种的混合物或至少两种的复合物，优选二氧化钛、三氧化二铝或二氧化硅中的任意一种或者至少两种的混合物。所述混合物即指，各个物质物理混合后得到的物质。所述复合物即指通过化学方法制备的多金属组分氧化物。优选地，所述多孔无机氧化物还可以为沸石、海泡石或多孔性炭材料。优选地，过渡金属活性组分是该金属或该金属的氧化物或该金属的无机盐。优选地，所述过渡金属为锰、铁、钌或铱中的任意一种或者至少两种的组合，优选锰铱的组合、铁钌的组合或铁铱的组合。选择该优选地过渡金属组合，可以在保证催化剂催化活性的前提下，显著提高催化剂的抗湿性能和稳定性。以催化剂的重量为100％计，过渡金属为锰、铁、镍、铜或锌，过渡金属活性组分按过渡金属元素重量计，过渡金属活性组分的重量百分比为0.1～50％，例如0.5％、1.2％、1.8％、2.4％、3.2％、3.8％、4.5％、6.1％、6.9％、7.2％、7.8％、8.4％、9.2％、9.6％、10.5％、12.3％、14.6％、15.8％、17.9％、20.6％、24.3％、26.8％、30.1％、32.6％、35.7％、39.4％、41.5％、43.8％、46.9％、48.7％或49.6％，优选10～30％，进一步优选12～25％，再进一步优选15～20％。以催化剂的重量为100％计，过渡金属为钌、铱或锇，过渡金属活性组分按过渡金属元素重量计，过渡金属活性组分的重量百分比为0.1～10％，例如0.5％、1.2％、1.8％、2.4％、3.2％、3.8％、4.5％、6.1％、6.9％、7.2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于室温甲醛净化的催化剂，所述催化剂包括载体、活性组分以及助剂，所述载体为多孔无机氧化物载体，所述活性组分包括过渡金属活性组分，所述过渡金属为锰、铁、钌、铱、锇、镍、铜或锌中的任意一种或者至少两种的组合。

【技术特征摘要】
1.一种用于室温甲醛净化的催化剂，所述催化剂包括载体、活性组分以及
助剂，所述载体为多孔无机氧化物载体，所述活性组分包括过渡金属活性组分，
所述过渡金属为锰、铁、钌、铱、锇、镍、铜或锌中的任意一种或者至少两种
的组合。
2.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述多孔无机氧化物载体的
比表面积为10～1000m2/g，优选为50～400m2/g，进一步优选为60-180m2/g。
3.如权利要求1或2所述的催化剂，其特征在于，所述多孔无机氧化物载
体的粒径为2-200nm，优选为10-100nm，进一步优选为20-60nm。
4.如权利要求1-3之一所述的催化剂，其特征在于，所述多孔无机氧化物
载体是二氧化铈、二氧化锆、二氧化钛、三氧化二铝、二氧化锡、二氧化硅、
三氧化二镧、氧化锰、氧化铁、氧化钙、氧化镁或氧化锌中的任意一种或至少
两种的混合物或至少两种的复合物，优选所述多孔无机氧化物载体为二氧化钛、
三氧化二铝或二氧化硅中的任意一种或者至少两种的混合物。
5.如权利要求1-3之一所述的催化剂，其特征在于，所述多孔无机氧化物
还为沸石、海泡石或多孔性炭材料。
6.如权利要求1-5之一所述的催化剂，其特征在于，所述过渡金属为锰、
铁、钌或铱中的任意一种或者至少两种的组合，优选锰铱的组合、铁钌的组合
或铁铱的组合。
7.如权利要求1-6之一所述的催化剂，其特征在于，过渡金属活性组分是
该金属或该金属的氧化物或该金属的无机盐；
优选地，以催化剂的重量为100％计，过渡金属为锰、铁、镍、铜或锌，过
渡金属活性组分按过渡金属元素重量计，过渡金属活性组分的重量百分比为
0.1～50％，优选10～30％，进一步优选12～25％，再进一步优选15～20％。
8.如权利要求1-7之一所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺泓，张长斌，王莲，王少莘，
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