本发明专利技术公开了一种增强室温催化氧化甲醛活性的Pt/氧化石墨烯/三氧化二铁催化剂的制备方法，步骤为：在水溶性溶液中加入氧化石墨烯超声搅拌至完全分散，再加入Fe2O3纳米材料混合均匀；继续加入Pt前躯体溶液混合均匀；加入含有还原剂的还原性溶液将Pt还原，所述还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾或水合肼；离心所得固体经水洗、醇洗、烘干、冷却后研磨得到Pt/氧化石墨烯/Fe2O3复合催化剂。本发明专利技术制得的催化剂中Pt纳米颗粒、铁氧化物及氧化石墨烯在纳米尺度的紧密接触，由于表面电子层扰动，在它们之间形成强烈的相互作用，从而产生更多活性氧物种；这些氧物质参与甲醛氧化反应，从而提高了复合催化剂催化甲醛的活性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米材料
，具体地指一种增强室温催化氧化甲醛活性的Pt/氧化石墨烯/铁氧化物催化剂的制备方法。
技术介绍
甲醛是典型的室内空气污染物之一，主要来自于建筑复合材料和室内装饰装修材料等中的脲醛胶和酚醛胶的分解。低浓度甲醛会刺激人的眼睛和呼吸道，造成胸闷和皮肤瘙痒等症状。浓度高于15ppm的甲醛会致人死亡。一般来说，人的80％时间是在室内环境中度过的，例如工作场所、家居场所、室内休闲娱乐场所等。因此，有效去除污染物，净化室内空气对保障人类身体健康和提高人们生活质量具有重要意义。控制室内甲醛气体污染主要可分为源头上控制和后期治理两类。最佳方法是从源头上控制甲醛释放量，为此，我国先后颁布了一系列控制室内甲醛浓度的措施及规定。甲醛污染的后期治理方法主要有机械法、绿色植物净化法、物理吸附法、生物法及化学法等。其中，化学法中的室温催化氧化甲醛方法由于无需额外能量和装置，能彻底将甲醛氧化成无毒的二氧化碳和水等优点而备受关注。室温催化氧化甲醛方法中，最常用的是负载贵金属催化剂。目前研究过的载体有金属氧化物如TiO2、CeO2、NiO、FeOx，氢氧化物如AlOOH和水合铁以及非金属氧化物如SiO2等，这些载体要么具有大比表面积而有利于贵金属的分散；要么具有分级多孔结构而有利于反应物或产物在催化剂内部的扩散；要么具有丰富表面羟基而有利于气体甲醛的吸附和氧化。然而，继续寻求高效、环境友好、长期接触而对人体无害的室温分解甲醛催化剂仍然具有十分重要的意义。很多研究表明，纳米材料的形貌和微结构对其性能具有深刻的影响。纳米材料的微结构和形貌可以通过合成方法进行调控。当前合成纳米材料有多种方法，例如水热法、微乳法、微波水热法、溶胶凝胶法等，人们采用这些方法制备了形貌各异的纳米材料，如纳米颗粒、纳米片、纳米管及纳米带等。此外，复合纳米材料由于不同组份在纳米尺度的接触，从而扰动了原组份的表面电子状态，使得复合纳米材料表现出与本体组份不同的优异性能。复合纳米材料的可控制备和应用一直是纳米材料方面的研究热点。铁氧化物由于来源丰富，无毒且对环境友好，在工业和环境保护领域有着广泛的应用，例如可以作为颜料、气体传感器、催化剂、絮凝剂、废水重金属的脱除剂等。尽管Pt/铁氧化物已被报道作为室温催化氧化甲醛的催化剂(CompleteoxidationofformaldehydeatambienttemperatureoversupportedPt/Fe2O3catalystspreparedbycolloid-depositionmethod，Journalofhazardousmaterials186(2):1392-1397.)，但其活性较低，仍无法满足现有处理室内甲醛的需要，因此进一步提高其催化活性仍然具有重要的研究意义。层状氧化石墨烯表面有大量的含氧官能团，如羟基、羧基、环氧基等，石墨烯/Pt(Grapheneoxideaerogel-supportedPtelectrocatalystsformethanoloxidation,JournalofPowerSources,2015,285,76-79.)、石墨烯/Fe2O3(Grapheneoxide–Fe2O3hybridmaterialashighlyefficientheterogeneouscatalystfordegradationoforganiccontaminants,Carbon,2013,60,437-444)等用石墨烯负载的催化剂均已有研究，但都属于电催化、光催化氧化等领域，室温催化氧化甲醛活性领域采用石墨烯进行负载还未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要解决上述
技术介绍
的不足，提供一种室温下快速、有效地分解甲醛气体的Pt/氧化石墨烯/三氧化二铁催化剂的制备方法。本专利技术的技术方案为：一种增强室温催化氧化甲醛活性的Pt/氧化石墨烯/三氧化二铁催化剂的制备方法，其特征在于，步骤为：在水溶性溶液中加入氧化石墨烯超声搅拌至完全分散，再加入Fe2O3纳米材料混合均匀；继续加入Pt前躯体溶液混合均匀，所述Pt前躯体溶液中Pt的质量与Pt前躯体溶液中Pt、氧化石墨烯、Fe2O3纳米材料质量和的百分比为0.5～1.2％；加入含有还原剂的还原性溶液将Pt还原，所述还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾或水合肼；将溶液体系离心分离，所得固体经水洗、醇洗、烘干、冷却后研磨得到Pt/氧化石墨烯/Fe2O3复合催化剂。优选的，步骤为：a.在水溶性溶液中加入氧化石墨烯超声搅拌0.5-1小时至完全分散；所述水溶性溶液为质量分数为0-100％的乙醇水溶液；b.20～80℃下加入Fe2O3纳米材料继续搅拌0.1～0.5小时；Fe2O3纳米材料与步骤a中氧化石墨烯质量比为2～15:1；c.加入Pt前躯体溶液继续搅拌0.1～0.5小时；所述Pt前躯体溶液为浓度1g/L-15g/L的六水合氯铂酸H2PtCl6·6H2O溶液、二氢氧根四氨合铂Pt(NH3)4(OH)2溶液、硝酸四氨合铂Pt(NH3)4(NO3)2溶液或氯铂酸钾K2PtCl6溶液；d.加入还原性溶液继续搅拌0.2～0.5小时；所述还原性溶液中含有浓度为0.05～2mol/L的还原剂，所述还原剂与Pt前躯体溶液中Pt的摩尔比为5～50:1；e.将溶液体系离心分离后所得固体经水洗和醇洗后，在80～100℃下烘干8～24小时，冷却后研磨得到Pt/氧化石墨烯/Fe2O3复合催化剂。优选的，所述水溶性溶液为质量分数为0～100％的乙醇水溶液。优选的，所述Fe2O3纳米材料与氧化石墨烯质量比为2～15:1。优选的，所述Pt前躯体溶液为浓度1g/L～15g/L的六水合氯铂酸溶液、二氢氧根四氨合铂溶液、硝酸四氨合铂溶液或氯铂酸钾溶液。优选的，所述还原性溶液中含有浓度为0.05～2mol/L的还原剂，所述还原剂与Pt前躯体溶液中Pt的摩尔比为5～50:1。进一步的，所述还原性溶液中还包括稳定剂，所述稳定剂为氢氧化钠或氢氧化钾，所述还原性溶液中稳定剂与还原剂的摩尔比为1～3:1。更进一步的，所述还原性溶液含有浓度为0.05～1mol/L的还原剂，当还原剂为硼氢化钠NaBH4时，稳定剂选用氢氧化钠；当还原性剂为硼氢化钠KBH4时，稳定剂选用氢氧化钾。进一步的，步骤b中20～50℃下加入Fe2O3纳米材料继续搅拌0.2～0.3小时，加入的Fe2O3纳米材料与氧化石墨烯质量比为10～3:1。进一步的，步骤c加入的Pt前躯体溶液中Pt的质量与Pt前躯体溶液中Pt、氧化石墨烯、Fe2O3纳米材料质量和的百分比为0.5～1.0％。优选的，在水溶性溶液中加入氧化石墨烯时采用超声波清洗机或超声波细胞粉粹机进行超声分散。本专利技术中水溶性溶液、还原性溶液、Pt前躯体溶液的溶剂均为水，水溶性溶液体积根据实验容器选择，乙醇水溶液在质量分数为0％时为纯水，质量分数为100％时为纯的化合物无水乙醇，Fe2O3纳米材料为市售的Fe2O3颗粒及现有技术中已经提供自制方法的Fe2O3纳米片。步骤e中的水洗和醇洗分别为用蒸馏水洗涤和无水乙醇洗涤。本专利技术的有益效果为：1.由于铁氧化物纳米片和层状氧化石墨烯在纳米尺度上的充分接触，有利于电荷的快速转本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种增强室温催化氧化甲醛活性的Pt/氧化石墨烯/三氧化二铁催化剂的制备方法，其特征在于，步骤为：在水溶性溶液中加入氧化石墨烯超声搅拌至完全分散，再加入Fe2O3纳米材料混合均匀；继续加入Pt前躯体溶液混合均匀，所述Pt前躯体溶液中Pt的质量与Pt前躯体溶液中Pt、氧化石墨烯、Fe2O3纳米材料质量和的百分比为0.5～1.2％；加入含有还原剂的还原性溶液将Pt还原，所述还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾或水合肼；将溶液体系离心分离，所得固体经水洗、醇洗、烘干、冷却后研磨得到Pt/氧化石墨烯/Fe2O3复合催化剂。
【技术特征摘要】
1.一种增强室温催化氧化甲醛活性的Pt/氧化石墨烯/三氧化二铁催化剂的制备方法，其特征在于，步骤为：在水溶性溶液中加入氧化石墨烯超声搅拌至完全分散，再加入Fe2O3纳米材料混合均匀；继续加入Pt前躯体溶液混合均匀，所述Pt前躯体溶液中Pt的质量与Pt前躯体溶液中Pt、氧化石墨烯、Fe2O3纳米材料质量和的百分比为0.5～1.2％；加入含有还原剂的还原性溶液将Pt还原，所述还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾或水合肼；将溶液体系离心分离，所得固体经水洗、醇洗、烘干、冷却后研磨得到Pt/氧化石墨烯/Fe2O3复合催化剂。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤为：a.在水溶性溶液中加入氧化石墨烯超声搅拌0.5-1小时至完全分散；所述水溶性溶液为质量分数为0-100％的乙醇水溶液；b.20～80℃下加入Fe2O3纳米材料继续搅拌0.1～0.5小时；Fe2O3纳米材料与步骤a中氧化石墨烯质量比为2～15:1；c.加入Pt前躯体溶液继续搅拌0.1～0.5小时；所述Pt前躯体溶液为浓度1g/L-15g/L的六水合氯铂酸溶液、二氢氧根四氨合铂溶液、硝酸四氨合铂溶液或氯铂酸钾溶液；d.加入还原性溶液继续搅拌0.2～0.5小时；所述还原性溶液中含有浓度为0.05～2mol/L的还原剂，所述还原剂与Pt前躯体溶液中Pt的摩尔比为5～50:1；e.将溶液体系离心分离后所得固体经水洗和醇洗后，在80～100℃下烘干8～24小时，冷却后研磨得到Pt...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐志花，严朝雄，陈春华，
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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