一种二氧化钛复合贵金属催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种二氧化钛复合贵金属催化剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将贵金属盐溶液倒入金红石型二氧化钛悬浊液中，得到混合液；(2)固液分离步骤(1)所得混合液，得到固体颗粒；(3)干燥、焙烧步骤(2)所得固体颗粒，得到焙烧颗粒；(4)还原性气体还原步骤(3)所得焙烧颗粒，得到金红石型二氧化钛复合贵金属催化剂。所述到二氧化钛复合贵金属催化剂的制备方法简单，制备条件温和，具有较高的催化活性，降低了所述复合贵金属催化剂的应用成本。

A Titanium Dioxide Composite Precious Metal Catalyst and Its Preparation Method and Application

The invention relates to a preparation method of titanium dioxide composite noble metal catalyst, which comprises the following steps: (1) pouring noble metal salt solution into rutile titanium dioxide suspension to obtain mixed liquid; (2) solid-liquid separation step (1) obtained mixed liquid to obtain solid particles; (3) drying and roasting step (2) obtained solid particles to obtain roasted particles; (4) reduced gas. The calcined particles were obtained by bulk reduction step (3) and rutile titanium dioxide composite noble metal catalyst was obtained. The preparation method of the titanium dioxide composite noble metal catalyst is simple, the preparation conditions are mild, the catalyst has high catalytic activity, and the application cost of the composite noble metal catalyst is reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化钛复合贵金属催化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及催化剂合成
，涉及一种复合催化剂，尤其涉及一种二氧化钛复合贵金属催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
甲醛是室内最典型的污染物之一，长期接触对人体健康具有严重危害。目前，常用的去甲醛技术包括吸附法、等离子体法、光催化法和热催化法。CN104888700A公开了一种甲醛吸附剂及其制备方法，该方法应用碳酸钙纤维、四氧化三铁磁粉、钛酸四丁酯、硅溶胶、氯酸钙、火山岩、碳酸氢铵、绿萝、燃煤炉渣和去离子水制备了一种甲醛吸附剂，但吸附剂的容量有限，寿命较短，需要频繁的更换吸附剂；梁文俊等发表了题为放电等离子体处理甲醛废气的研究(高电压新技术,2005,31(11):31-32)的文章，该文章指出通过等离子体放电可以去除空气中的甲醛，但该方法容易造成二次污染；杨建军等发表了题为甲醛光催化氧化的反应机理(物理化学学报,2001,17(3):278-281)的文章，该文章指出光催化能够用于去除甲醛，但该方法同样会造成二次污染；相对而言，热催化尤其是常温催化是净化甲醛的最具前景的一种技术。其中，负载贵金属(Pt、Au、Pd、Ir)催化剂在室温下表现出优异的甲醛降解性能，然而高成本限制了其广泛应用。黄婉霞等发表了题为纳米二氧化钛光催化作用降解甲醛的研究(稀有金属,29(1):34-38)的文章，该文章指出，锐钛型二氧化钛比表面积大，吸附能力强，具有较高的催化活性。CN103357409A公开了一种室温复合贵金属合金甲醛催化氧化剂及其制备方法，该方法提供的催化剂采用复合贵金属合金作为活性中心，以复合晶型纳米二氧化钛为载体制得，复合晶型纳米二氧化钛中锐钛型二氧化钛占复合晶型纳米二氧化钛质量的85wt％，该方法提供的制备方法步骤为：混合贵金属盐溶液与稀土元素盐溶液，加碱沉淀后焙烧，氢气还原，得到合贵金属合金甲醛催化氧化剂。但该方法使用了大量的贵金属盐溶液和稀土元素盐溶液，造成了资源浪费。CN101362095A公开了一种碳化物与二氧化钛复合催化剂及其制备方法，该方法将二氧化钛与偏钨酸铵溶液混合后，固液分离，高温还原制备得到复合催化剂。该方法工艺复杂，制备复合催化剂过程中所需高温条件耗能较高，不利于降低复合催化剂的制备成本，不利于工业化生产。CN106076375A公开了一种氟掺杂的二氧化钛负载贵金属催化剂及其制备方法与应用。该方法公开的催化剂由二氧化钛、掺杂氟和贵金属组成，该方法通过氟的掺杂提高了贵金属在二氧化钛载体上的分散性，提高了催化活性，但氟掺杂需要使用氟化氢等强腐蚀溶液，制备条件苛刻。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种二氧化钛复合贵金属催化剂及其制备方法和应用，所述复合贵金属催化剂的制备方法简单，制备条件温和，具有较高的催化活性，降低了所述复合贵金属催化剂的应用成本。为达此目的，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金红石型二氧化钛复合贵金属催化剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将贵金属盐溶液倒入金红石型二氧化钛悬浊液中，得到混合液；(2)固液分离步骤(1)所得混合液，得到固体颗粒；(3)干燥、焙烧步骤(2)所得固体颗粒，得到焙烧颗粒；(4)还原性气体还原步骤(3)所得焙烧颗粒，得到金红石型二氧化钛复合贵金属催化剂。本专利技术通过选择合适浓度的金红石型二氧化钛悬浊液与贵金属盐溶液，通过调整贵金属元素与金红石型二氧化钛的质量比，使贵金属更好地负载于金红石型二氧化钛上，使得制备得到的金红石型二氧化钛复合贵金属催化剂对甲醛的催化氧化具有极高的选择性和催化效率。优选地，所述贵金属盐溶液中的贵金属元素包括金、铂、钯或铱中的任意一种或两种以上的组合，典型但非限制性的组合包括金与钯的组合，铂与钯的组合，铂、钯和铱的组合或金、铂、钯和铱的组合，优选为铂。优选地，步骤(1)所述金红石型二氧化钛悬浊液中金红石型二氧化钛的浓度为0.01-0.1g/mL，例如可以是0.01g/mL、0.02g/mL、0.03g/mL、0.04g/mL、0.05g/mL、0.06g/mL、0.07g/mL、0.08g/mL、0.09g/m或0.1g/mL，优选为0.03-0.05g/mL。优选地，步骤(2)所述固液分离的方法包括旋转蒸发。优选地，所述旋转蒸发的温度为52-68℃，例如可以是52℃、54℃、56℃、58℃、60℃、62℃或64℃，优选为56-64℃。采用旋转蒸发的方法蒸干混合液中的水分，能够使混合液中的贵金属元素全部负载于金红石型二氧化钛载体上。优选地，步骤(3)所述干燥的温度为90-110℃，例如可以是90℃、95℃、100℃、105℃或110℃，优选为95-105℃；优选地，步骤(3)所述干燥的时间为8-15h，例如可以是8h、9h、10h、11h、12h、13h、14h或15h，优选为10-12h。优选地，步骤(3)所述焙烧的温度为500-600℃，例如可以是500℃、510℃、520℃、530℃、540℃、550℃、560℃、570℃、580℃、590℃或600℃，优选为520-560℃。优选地，步骤(3)所述焙烧的时间为2-5h，例如可以是2h、3h、4h或5h，优选为3-4h。优选地，步骤(4)所述还原性气体包括还原性组合与非还原性组分。优选地，所述还原性组分在还原性气体中的体积分数为5-15Vol％，例如可以是5Vol％、6Vol％、7Vol％、8Vol％、9Vol％、10Vol％、11Vol％、12Vol％、13Vol％、14Vol％或15Vol％，优选为8-12Vol％。优选地，步骤(4)所述还原的温度为400-600℃，例如可以是400℃、450℃、500℃、550℃或600℃，优选为450-550℃。优选地，步骤(4)所述还原的保温时间为30-90min，例如可以是30min、40min、50min、60min、70min、80min或90min，优选为50-70min。优选地，步骤(4)所述金红石型二氧化钛复合贵金属催化剂中贵金属元素的质量分数为0.1-1wt％，例如可以是0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％或1wt％，优选为0.3-0.4wt％。作为本专利技术提供的优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：(1)将贵金属盐溶液倒入金红石型二氧化钛悬浊液中，得到混合液，所述贵金属盐溶液中贵金属元素的质量为所述金红石型二氧化钛质量的0.1-1wt％，所述金红石型二氧化钛悬浊液中金红石型二氧化钛的浓度为0.01-0.1g/mL；(2)52-68℃下旋转蒸发蒸干步骤(1)所得混合液，得到固体颗粒；(3)90-110℃下干燥步骤(2)所得固体颗粒8-15h，而后500-600℃下焙烧2-5h，得到焙烧颗粒；(4)400-600℃下使用还原性组分的体积分数为5-15Vol％的还原性气体还原步骤(3)所得焙烧颗粒30-90min，得到金红石型二氧化钛复合贵金属催化剂，所述金红石型二氧化钛复合贵金属催化剂中贵金属元素的质量分数为0.1-1wt％。第二方面，本专利技术还提供了一种如第一方面所述的制备方法制得的金红石型二氧化钛复合贵金属催化剂。第三方面，本专利技术还提供了一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金红石型二氧化钛复合贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)将贵金属盐溶液倒入金红石型二氧化钛悬浊液中，得到混合液；(2)固液分离步骤(1)所得混合液，得到固体颗粒；(3)干燥、焙烧步骤(2)所得固体颗粒，得到焙烧颗粒；(4)还原性气体还原步骤(3)所得焙烧颗粒，得到金红石型二氧化钛复合贵金属催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种金红石型二氧化钛复合贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)将贵金属盐溶液倒入金红石型二氧化钛悬浊液中，得到混合液；(2)固液分离步骤(1)所得混合液，得到固体颗粒；(3)干燥、焙烧步骤(2)所得固体颗粒，得到焙烧颗粒；(4)还原性气体还原步骤(3)所得焙烧颗粒，得到金红石型二氧化钛复合贵金属催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述贵金属盐溶液中的贵金属元素包括金、铂、钯或铱中的任意一种或两种以上的组合，优选为铂。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述金红石型二氧化钛悬浊液中金红石型二氧化钛的浓度为0.01-0.1g/mL，优选为0.03-0.05g/mL。4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述固液分离的方法包括旋转蒸发；优选地，所述旋转蒸发的温度为52-68℃，优选为56-64℃。5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述干燥的温度为90-110℃，优选为95-105℃；优选地，步骤(3)所述干燥的时间为8-15h，优选为10-12h。6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述焙烧的温度为500-600℃，优选为520-560℃；优选地，步骤(3)所述焙烧的时间为2-5h，优选为3-4h。7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺泓，李要彬，张长斌，王春颖，邓华，单文坡，
申请(专利权)人：中国科学院宁波城市环境观测研究站，中国科学院城市环境研究所，中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：浙江,33