镧掺杂二氧化铈催化剂材料的制备方法和去甲醛复合物技术

本发明专利技术本发明专利技术特别涉及镧掺杂二氧化铈催化剂材料的制备方法和去甲醛复合物，属于空气净化技术领域，本发明专利技术实施例提供的一种镧掺杂二氧化铈催化剂材料的制备方法，通过调节镧盐的加入量的影响因素来制备镧掺杂二氧化铈(La

【技术实现步骤摘要】
镧掺杂二氧化铈催化剂材料的制备方法和去甲醛复合物


[0001]本专利技术属于空气净化
，特别涉及镧掺杂二氧化铈催化剂材料的制备方法和去甲醛复合物。

技术介绍

[0002]根据美国ASTMD 3960—04标准，作为室内VOCs污染物的甲醛是人们关注的焦点之一。消除甲醛为人类生产生活提供健康良好的环境具有十分重要的意义。甲醛作为一种常见室内污染物一直以来都备受人们关注。甲醛来源广泛，除去我们熟知的装修木板材料、涂料、地毯纺织等释放源，化石燃料的燃烧、生物质的不完全燃烧也会源源不断释放高浓度的甲醛分子。最新国家标准规定，室内甲醛气体的浓度每立方米不能超过0.08 毫克。
[0003]近年来，专家学者研发出各种各样脱除甲醛的方法，如物理净化法、生物脱除法、机械净化法、催化氧化法等。机械净化法是指通过室内室外空气自然对流而成的自然通风或者由空调、排气扇等引起的机械通风法，但机械通风法所需风速较高，且换气设备需要长期开机对于普通居民并不具有可行性。生物净化法脱除室内甲醛优势是价格低廉，但由于植物吸附甲醛效率低，且长期接触甲醛会使得植物产生病变，从而影响吸收效果。吸附法脱除甲醛是指利用多孔类固体材料依靠分子引力或化学键对空气中的甲醛进行吸附，但吸附剂吸附容量小，极易发生吸附饱和后脱附的现象，并不能长期高效的脱除室内甲醛。等离子体空气净化技术是指在外加电场的作用下，介质放电产生的等离子体中大量的活性电子、离子攻击甲醛分子，使甲醛解离转变为无毒的二氧化碳和水。但设备放电所需耗能大，甲醛反应不完全时产生毒性更大的C0，<br/>[0004]而且该技术由于高压放电易产生臭氧等有害气体。而催化氧化法利用催化剂在低温条件下将甲醛转化为C02和H20，操作条件易控制、效率高、成本低、无二次污染、节能，被称为最理想的方法。该方法的关键是催化剂的选择，提高催化剂的低温氧化活性是甲醛净化方面的研究热点之一。贵金属基催化剂因其突出的低温氧化活性受到国内外学者的广泛研究。然而由于贵金属本身成本高且易氧化、烧结等，所以需要将其负载在载体上使用。目前用于甲醛氧化的贵金属催化剂主要是Pt、Pd、Au和Ag作为活性组分。贵金属与载体之间形成强相互作用共同完成甲醛的氧化过程，但不足之处是贵金属价格昂贵。本专利将研究兴趣转移至资源丰富、成本低的过渡金属氧化物催化剂上，然而，相较于贵金属催化剂它们的低温氧化活性较差。因此，通过对过渡金属氧化物掺杂改性以提高催化剂的活性和稳定性。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例的目的在于提供镧掺杂二氧化铈催化剂材料的制备方法和去甲醛复合物，以解决现有技术中净化催化剂的活性和稳定性较低的技术问题。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种镧掺杂二氧化铈催化剂材料的制备方法，所述方法包括：
[0007]将铈盐和镧盐溶解分散于第一溶剂中，获得第一分散液；
[0008]将铵盐溶解分散于第二溶剂中，获得第二分散液；
[0009]将所述第二分散液逐滴加入到所述第一分散液，获得混合溶液；
[0010]将所述混合溶液进行提纯，后烘干，获得前驱体材料；
[0011]将所述前驱体材料与第三溶剂混合，后进行煅烧，获得镧掺杂二氧化铈纳米材料。
[0012]可选的，所述铈盐为六水合硝酸铈、一水合碳酸铈、硫酸铈和七水合氯化铈中的一种。
[0013]可选的，所述镧盐为六水合硝酸镧、一水合碳酸镧、硫酸镧和七水合氯化镧中的一种。
[0014]可选的，所述铵盐为碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵和硫酸铵中的一种。
[0015]可选的，第一分散液中，所述镧盐的摩尔浓度为0mmol/L
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5mmol/L。
[0016]可选的，第二分散液中，所述铵盐的摩尔浓度为0mol/L
‑
0.5mol/L。
[0017]可选的，混合溶液中，所述铈盐与铵盐的摩尔比为1∶0.5
‑
3。
[0018]可选的，所述烘干的温度为50℃
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80℃，所述烘干的时间为6h
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12h。
[0019]可选的，所述煅烧的升温速率为1℃/min
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6℃/min，所述煅烧的保温温度为300℃
‑
700℃，所述煅烧的保温时间为2h
‑
6h。
[0020]第二方面，本专利技术实施例提供了一种去甲醛复合物，所述复合物的组分包括镧掺杂二氧化铈催化剂材料，所述镧掺杂二氧化铈催化剂材料由第一方面所述的制备方法制得。
[0021]本专利技术实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0022]本专利技术实施例提供的一种镧掺杂二氧化铈催化剂材料的制备方法，通过调节镧盐的加入量的影响因素来制备镧掺杂二氧化铈(La
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CeO2)纳米材料，以设计和改变所制备材料表面的物理化学性质和形貌，得到了在室温可见光照射下具有高效催化降解甲醛的催化剂材料。对甲醛的室温荧光灯照射增强降解试验结果表明，所得到的二氧化铈(La
‑
CeO2)纳米材料在荧光灯照射下对甲醛具有明显增强的降解活性，能够在室温下将甲醛完全催化降解为无毒无害的二氧化铈和水。
[0023]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0024]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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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它的附图。
[0025]图1本专利技术实施例一、实施例二、实施例三、实施例四和实施例五以及对比例一所制备光催化剂的XRD图；
[0026]图2是本专利技术实施例一、实施例二、实施例三、实施例四和实施例五以及对比例一所制备光催化剂的SEM及其mapping图；
[0027]图3是本专利技术实施例一、实施例二、实施例三、实施例四和实施例五和对比例一提
供的纯二氧化铈催化剂材料在有室内荧光灯照射下催化氧化甲醛过程中甲醛浓度降低的结果对比图；
[0028]图4是本专利技术实施例一、实施例二、实施例三、实施例四和实施例五和对比例一提供的纯二氧化铈催化剂材料在无室内荧光灯照射下催化氧化甲醛过程中甲醛浓度降低的结果对比图；
[0029]图5是本专利技术实施例一、实施例二、实施例三、实施例四和实施例五和对比例一提供的纯二氧化铈催化剂材料在有室内荧光灯照射下催化氧化甲醛过程中二氧化碳浓度升高的结果对比图；
[0030]图6是本专利技术实施例一、实施例二、实施例三、实施例四和实施例五和对比例一提供的纯二氧化铈催化剂材料在无室内荧光灯照射下催化氧化甲醛过程中二氧化碳浓度升高的结果对比图。
具体实施方式
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镧掺杂二氧化铈催化剂材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将铈盐和镧盐溶解分散于第一溶剂中，获得第一分散液；将铵盐溶解分散于第二溶剂中，获得第二分散液；将所述第二分散液逐滴加入到所述第一分散液，获得混合溶液；将所述混合溶液进行提纯，后烘干，获得前驱体材料；将所述前驱体材料与第三溶剂混合，后进行煅烧，获得镧掺杂二氧化铈纳米材料。2.根据权利要求1所述的镧掺杂二氧化铈催化剂材料的制备方法，其特征在于，所述铈盐为六水合硝酸铈、一水合碳酸铈、硫酸铈和七水合氯化铈中的一种。3.根据权利要求1所述的镧掺杂二氧化铈催化剂材料的制备方法，其特征在于，所述镧盐为六水合硝酸镧、一水合碳酸镧、硫酸镧和七水合氯化镧中的一种。4.根据权利要求1所述的镧掺杂二氧化铈催化剂材料的制备方法，其特征在于，所述铵盐为碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵和硫酸铵中的一种。5.根据权利要求1所述的镧掺杂二氧化铈催化剂材料的制备方法，其特征在于，第一分散液中，所述镧盐的摩尔浓度为0mmol/L
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5mmo/L。6.根据权利要求1所述的镧掺杂二氧...

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