一种以碳化木为载体用于低温去除甲醛的整体催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于催化剂及其制备技术领域，具体涉及一种以碳化木为载体用于低温去除甲醛的整体催化剂及其制备方法。一种以碳化木为载体用于低温去除甲醛的整体催化剂，该整体催化剂以碳化木为催化剂载体，以Pt/Fe2O3‑Co3O4为催化剂活性组分，其中，所述Fe2O3‑Co3O4的质量占所述整体催化剂质量的10％~30％，最佳比例范围为16‑22%，贵金属Pt的质量占Fe2O3‑Co3O4质量的0.01%‑2%，最佳比例范围为0.6‑1.7%，所述整体催化剂的形貌为Pt/Fe2O3‑Co3O4镶嵌于碳化木的孔壁上，所述整体催化剂的比表面积300~400m

A whole catalyst for low temperature removal of formaldehyde with carburized wood as a carrier and its preparation method

The invention belongs to the field of catalyst and its preparation technology, and specifically relates to a monolithic catalyst which uses carbonized wood as a carrier to remove formaldehyde at low temperature and a preparation method thereof. A kind of carbonized wood as the carrier for the removal of formaldehyde catalyst at low temperature, the catalyst to carbonized wood as the catalyst, with Pt/Fe2O3 Co3O4 as the catalyst active component, wherein, the quality of the Fe2O3 Co3O4 accounted for the overall quality of the 10%~30% catalyst, the best ratio in the range of 16 22%, the quality of precious metal Pt Fe2O3 Co3O4 accounted for 0.01% of the mass of 2%, the best ratio in the range of 0.6 to 1.7%, the overall morphology of catalyst for Pt/Fe2O3 Co3O4 hole wall embedded in the carbonized wood on the overall surface area of catalyst 300~400m

【技术实现步骤摘要】
一种以碳化木为载体用于低温去除甲醛的整体催化剂及其制备方法
本专利技术属于催化剂及其制备
，具体涉及一种以碳化木为载体用于低温去除甲醛的整体催化剂及其制备方法。
技术介绍
甲醛为无色水溶液或气体，有刺激性气味，能溶于水和有机溶剂，是一种重要的有机原料，主要用于塑料工艺、合成纤维、染料、医药等。但是当室内中甲醛达到一定浓度时，人就有不适感，而新装修的房间甲醛含量较高，当甲醛浓度大于0.08mg/m3就会引起喉咙不适、声音嘶哑、胸闷、气喘、皮炎等。长期、低浓度接触甲醛会引起头痛、乏力、感觉障碍、免疫力下降等症状，并且甲醛具有致癌性，长期接触甲醛会增大患上特殊癌症的几率。目前，甲醛污染正影响着数以百万计的人们的健康，因此，研究消除危害现代人类健康的甲醛具有着非凡的现实意义。众所周知，室内甲醛的挥发是源源不断并且长期的过程。目前室内甲醛净化技术主要包括物理吸附技术、臭氧技术、催化净化技术(光催化氧化技术、热催化氧化技术)和等离子技术。对比市面上最常见的几种除醛产品，活性炭价格最便宜且销量最大，但是易饱和、易挥发，会带来二次污染。臭氧、光触媒、等离子等产品虽然可氧化分解甲醛，但是会产生其他有害副产物，并且也存在使用条件受限、无法长期使用等缺陷，因此无法满足人们“长期彻底除醛”的实际使用需求。热催化氧化技术，是在一定温度和催化剂的作用下，利用空气中的氧气将甲醛氧化为无毒、无害的H2O和CO2。因其具有效率高、长效性、成本低、产物无毒等优点，非常贴合当前人们去除甲醛的应用需求，因而受到广泛关注。一直以来，具有良好催化活性的贵金属催化剂被广泛地应用于各种氧化还原反应。在室温条件下催化氧化甲醛反应中，贵金属催化剂表现出良好的催化活性。目前，甲醛催化氧化所用的贵金属催化剂主要有Au，Pt,Pd,Ag等，但这些催化剂中贵金属的含量普遍较高，增加了催化剂成本，不利于催化剂的商业化大规模推广。催化剂通常由活性组分和载体组成。活性组分是催化剂主体，它能够单独对反应起催化作用，也可以用作催化剂单独使用。载体承载活性组分，使催化剂具有合适的形状和粒度，具有更大的比表面积，从而增大催化活性。传统的甲醛催化材料以具有可调孔结构的金属氧化物、SiO2分子筛、介孔碳材料为载体，将活性组分负载在这些粉末材料上，然后压片制成具有一定目数的颗粒状催化剂。如果将这些颗粒状催化剂应用于商业化的空气净化器中，则首先增加了制造成本，其次存在气流阻力大和产生较大压降的问题(传统的离心风机无法提供足够的风压)，同时甲醛分子在经过催化剂颗粒的过程中，大部分甲醛分子会从颗粒间的缝隙中流出，并不会与载体孔道内的活性组分接触，从而导致不能有效发挥催化剂的活性。综上所述，因此，开发经济高效的整体式甲醛催化氧化催化剂对于低温去除甲醛具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术是为解决上述问题而进行的，目的在于提供一种以碳化木为载体用于低温去除甲醛的整体催化剂，从而进一步提高现有贵金属催化剂的使用效率并降低其制造成本，同时有望将其应用于现有的空气净化器中。本专利技术还提供一种所述整体催化剂的制备方法。为解决上述问题，本专利技术采用了以下技术方案：一种以碳化木为载体用于低温去除甲醛的整体催化剂，该整体催化剂以碳化木为催化剂载体，以Pt/Fe2O3-Co3O4为催化剂活性组分，其中，所述Fe2O3-Co3O4的质量占所述整体催化剂质量的10％～30％，最佳比例范围为16-22％，贵金属Pt的质量占Fe2O3-Co3O4质量的0.01％-2％，最佳比例范围为0.6-1.7％，所述整体催化剂的形貌为Pt/Fe2O3-Co3O4镶嵌于碳化木的孔壁上，所述整体催化剂的比表面积300～400m2·g-1，孔径为40-60μm。一种所述的以碳化木为载体用于低温去除甲醛的整体催化剂的制备方法，该方法包含如下步骤：步骤1，切割原木，在250℃-700℃的温度下碳化成整体碳化木，得到碳化木一；步骤2，将Fe2O3的前驱物溶于水中，得到第一溶液；步骤3，将Co3O4的前驱物在氯化铵和尿素的混合水溶液中搅拌均匀，得到第二溶液；步骤4，在搅拌下将步骤3中所得的第二溶液滴入步骤2中所得的第一溶液中，得到第三溶液；步骤5，将步骤1中得到的碳化木一在步骤4中得到的第三溶液中浸泡；步骤6，将步骤5中浸泡后的碳化木和余下的溶液全部加入高压反应釜中在100-140℃的温度下水热处理5h-10h；步骤7，将步骤6中得到的碳化木取出，过滤、水洗、干燥，得到碳化木二；步骤8，将步骤7中的碳化木二放入管式炉中惰性气氛下加热至300-400℃，得到碳化木三；步骤9，配置氯铂酸水溶液，得到第四溶液；步骤10，将步骤8中的碳化木三浸渍于步骤9所得第四溶液中，烘干，得到碳化木四；步骤11，配置硼氢化钠水溶液，得到第五溶液；步骤12，将步骤10中的碳化木四浸渍于步骤11所得的第五溶液中，后取出木炭，过滤、水洗、干燥，所得的碳化木即为本方法所制备的低温去除甲醛的整体催化剂。作为优选，所述碳化木由原木材料碳化得到，原木材料选自杉木、椴木、松木、柏木、杨木、桐木或枫木。作为优选，所述Fe的前驱物为FeCl3·6H2O或Fe(NO3)3·9H2O中的任意一种或两者的混合物；钴的前驱物为Co(Ac)2·6H2O或Co(NO3)2·6H2O中的任意一种或两种的混合物；Pt的前驱物为H2PtCl6·6H2O。作为优选，所述Fe的前驱物和Co的前驱物的摩尔比为0.05至1。作为优选，所述碳化木的碳化温度为100℃-800℃，保持时间为1h-5h，升温速率为1℃·min-1-10℃·min-1。一种以碳化木为载体用于低温去除甲醛的整体催化剂，该整体催化剂以碳化木为催化剂载体，以Pt/Fe2O3为催化剂活性组分，其中，所述Fe2O3的质量占所述整体催化剂质量的10％～30％，贵金属Pt的质量占Fe2O3质量的0.01％-2％，所述催化剂的形貌为Pt/Fe2O3镶嵌于碳化木的孔壁上，所述催化剂的比表面积300～400m2·g-1，孔径为40-60μm。一种所述的以碳化木为载体用于低温去除甲醛的整体催化剂的制备方法，该方法包含如下步骤：步骤1，切割原木，在250℃-700℃的温度下碳化成整体碳化木，得到碳化木一；步骤2，将Fe2O3的前驱物溶于水中，得到第一溶液；步骤3，将步骤1中得到的碳化木一在步骤4中得到的第一溶液中浸泡；步骤4，将步骤3中浸泡后的碳化木和余下的溶液全部加入高压反应釜中在100-140℃的温度下水热处理5h-10h；步骤5，将步骤4中得到的碳化木取出，过滤、水洗、干燥，得到碳化木二；步骤6，将步骤5中的碳化木二放入管式炉中惰性气氛下加热至300-400℃，得到碳化木三；步骤7，配置氯铂酸水溶液，得到第二溶液；步骤8，将步骤6中的碳化木三浸渍于步骤7所得第二溶液中，烘干，得到碳化木四；步骤9，配置硼氢化钠水溶液，得到第三溶液；步骤10，将步骤8中的碳化木四浸渍于步骤9所得的第三溶液中，后取出木炭，过滤、水洗、干燥，所得的碳化木即为本方法所制备的低温去除甲醛的整体催化剂。一种以碳化木为载体用于低温去除甲醛的整体催化剂，该整体催化剂以碳化木为催化剂载体，以Pt/Co3O4为催化剂活性组分，其中，所述Co3O4的质量占所述整体催化剂质量的10％本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以碳化木为载体用于低温去除甲醛的整体催化剂，其特征在于：该整体催化剂以碳化木为催化剂载体，以Pt/Fe2O3‑Co3O4为催化剂活性组分，其中，所述Fe2O3‑Co3O4的质量占所述整体催化剂质量的10％~30％，贵金属Pt的质量占Fe2O3‑Co3O4质量的0.01%‑2%，所述整体催化剂的形貌为Pt/Fe2O3‑Co3O4镶嵌于碳化木的孔壁上，所述整体催化剂的比表面积300~400m

【技术特征摘要】
1.一种以碳化木为载体用于低温去除甲醛的整体催化剂，其特征在于：该整体催化剂以碳化木为催化剂载体，以Pt/Fe2O3-Co3O4为催化剂活性组分，其中，所述Fe2O3-Co3O4的质量占所述整体催化剂质量的10％~30％，贵金属Pt的质量占Fe2O3-Co3O4质量的0.01%-2%，所述整体催化剂的形貌为Pt/Fe2O3-Co3O4镶嵌于碳化木的孔壁上，所述整体催化剂的比表面积300~400m2·g-1，孔径为40-60μm。2.一种权利要求1所述的以碳化木为载体用于低温去除甲醛的整体催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包含如下步骤：步骤1，切割原木，在250℃-700℃的温度下碳化成整体碳化木，得到碳化木一；步骤2，将Fe2O3的前驱物溶于水中，得到第一溶液；步骤3，将Co3O4的前驱物在氯化铵和尿素的混合水溶液中搅拌均匀，得到第二溶液；步骤4，在搅拌下将步骤3中所得的第二溶液滴入步骤2中所得的第一溶液中，得到第三溶液；步骤5，将步骤1中得到的碳化木一在步骤4中得到的第三溶液中浸泡；步骤6，将步骤5中浸泡后的碳化木和余下的溶液全部加入高压反应釜中在100-140℃的温度下水热处理5h-10h；步骤7，将步骤6中得到的碳化木取出，过滤、水洗、干燥，得到碳化木二；步骤8，将步骤7中的碳化木二放入管式炉中惰性气氛下加热至300-400℃，得到碳化木三；步骤9，配置氯铂酸水溶液，得到第四溶液；步骤10，将步骤8中的碳化木三浸渍于步骤9所得第四溶液中，烘干，得到碳化木四；步骤11，配置硼氢化钠水溶液，得到第五溶液；步骤12，将步骤10中的碳化木四浸渍于步骤11所得的第五溶液中，后取出木炭，过滤、水洗、干燥，所得的碳化木即为本方法所制备的低温去除甲醛的整体催化剂。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述碳化木由原木材料碳化得到，原木材料选自杉木、椴木、松木、柏木、杨木、桐木或枫木。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述Fe的前驱物为FeCl3·6H2O或Fe(NO3)3·9H2O中的任意一种或两者的混合物；钴的前驱物为Co(Ac)2·6H2O或Co(NO3)2·6H2O中的任意一种或两种的混合物；Pt的前驱物为H2PtCl6·6H2O。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述Fe的前驱物和Co的前驱物的摩尔比为0.05至1。6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述碳化木的碳化温度为100℃-800℃，保持时间为1h-5h，升温速率为1℃·min-1-10℃·min-1。7.一种以碳化木为载体用于低温去除甲醛的整体催化剂，其特征在于：该整体催化剂以碳化木为催化剂载体，以Pt/Fe2O3为催化剂活性组分，其中，所述Fe2O3的质量占所述整体催化剂质量的10％~30％...

【专利技术属性】
技术研发人员：王燕刚，李溪，宋杨，印超闯，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33