一种负载型催化剂及其制备方法和应用以及整体式负载型催化剂技术

本发明专利技术属于空气净化技术领域，具体涉及一种负载型催化剂及其制备方法和应用以及整体式负载型催化剂。本发明专利技术提供的负载型催化剂在室温条件下具有较好的催化效率，甲醛和CO的转化率为80～100％。本发明专利技术提供的制备方法步骤简单，操作方便，成本低廉。本发明专利技术提供的负载型催化剂用于空气净化具有净化效率高的优势，并且成本低廉，可以大规模使用。本发明专利技术提供的整体式负载型催化剂使用方便，净化效果好，可以提供清洁安全的室内环境。本发明专利技术提供的制备方法仅需要水溶剂，绿色环保，对人体和环境无害，符合绿色化学的发展要求。符合绿色化学的发展要求。

【技术实现步骤摘要】
一种负载型催化剂及其制备方法和应用以及整体式负载型催化剂


[0001]本专利技术属于空气净化
，具体涉及一种负载型催化剂及其制备方法和应用以及整体式负载型催化剂。

技术介绍

[0002]目前，空气中CO和甲醛治理的技术较多，主要包括催化燃烧法、光催化法、吸附法以及吸收法等。催化燃烧法可以将CO和甲醛完全转化为二氧化碳和水，无二次污染、转化效率高，被认为是去除CO和甲醛最有效的途径之一。
[0003]催化剂作为催化燃烧法的关键，常用的催化剂有贵金属催化剂和非贵金属催化剂，其中贵金属催化剂具有相对更好的室温CO和甲醛催化性能。在现有催化剂中，1％的Pt/TiO2催化剂(Pt价格约220元/克)在20℃下可以100％催化氧化甲醛，而Pd(Pd价格约450元/克)贵金属催化剂在同等条件下只有不到30％的催化效果。
[0004]中国专利CN111686799A公开了一种室温甲醛净化贵金属催化剂，其中，载体是介孔结构的铈锆复合氧化物与钛基固态离子液体结合作为复合载体，活性组分Pt(0.02～0.5wt％)和Pd(1～5wt％)，25℃下甲醛的转化率为99.95％。该催化剂催化效率高，但是贵金属含量过高，导致成本过高。
[0005]中国专利CN110721680A公开了一种同时催化氧化甲醛和CO的催化剂，所述贵金属元素包括Pt、Au、Pd、Rh、Ru或Ag，贵金属元素的负载量为1～3wt％，25℃时甲醛和CO的催化效率高达95％，但贵金属含量过高，催化剂成本过高。
[0006]中国专利CN111672536A公开了一种甲醛净化贵金属催化剂，催化剂载体为ZSM
‑
5分子筛，贵金属活性组分为Pt、Ag、Au或Pd，各贵金属质量百分比均为0.1％，但是在25℃下甲醛转化率不高。
[0007]中国专利CN112371121A公开了一种用于室温消除甲醛和CO的催化剂，催化剂载体为锰钾矿型八面体分子筛，活性组分为铂基贵金属，以贵金属元素计，为催化剂总质量的0.01～1％。该催化剂在25℃下甲醛和CO的转化率最高只有40％，催化效率不高。
[0008]综上所述，如何获得一种低成本的高效负载型催化剂，是本领域亟待解决的问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种负载型催化剂及其制备方法和应用以及整体式负载型催化剂。本专利技术提供的负载型催化剂具有成本低和室温催化效率高的优势。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0011]本专利技术提供了一种负载型催化剂，包括介孔载体、贵金属活性组分、非贵金属活性组分和催化剂助剂；
[0012]所述介孔载体为MnO2‑
TiO2；
[0013]所述贵金属活性组分为Pt；所述贵金属活性组分占负载型催化剂总质量的0.1～
1.2％；
[0014]所述非贵金属活性组分为Co3O4；
[0015]所述催化剂助剂为BaO和/或Li2O。
[0016]优选的，所述介孔载体占负载型催化剂总质量的76.8～95.9％；
[0017]所述非贵金属活性组分占负载型催化剂总质量的3～16％；
[0018]所述催化剂助剂占负载型催化剂总质量的0.5～6％。
[0019]优选的，所述介孔载体的制备方法包括以下步骤：
[0020]将Mn(NO3)2、TiOSO4溶液、沉淀剂和造孔剂混合，得到悬浊液；将所述悬浊液进行共沉淀反应后调节反应液的pH值为10～12，得到沉淀物；将所述沉淀物依次进行过滤、洗涤、干燥和第一焙烧，得到介孔载体。
[0021]优选的，所述共沉淀反应的温度为室温，反应时间为20～40min；所述第一焙烧的温度为350～500℃，保温时间为2.5～5h。
[0022]本专利技术还提供了上述方案所述负载型催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0023]将H2PtCl6、Co(NO3)2·
6H2O、催化剂助剂原料盐和水混合，得到浸渍液；将介孔载体在所述浸渍液中浸渍后依次进行干燥和第二焙烧，得到负载型催化剂；所述催化剂助剂原料盐包括Ba(NO3)2和/或LiNO3。
[0024]优选的，所述浸渍的温度为40～60℃，浸渍时间为3～5h；所述第二焙烧的温度为350～500℃，保温时间为2.5～5h。
[0025]本专利技术还提供了上述方案所述负载型催化剂或上述方案所述制备方法得到的负载型催化剂在空气净化中的应用。
[0026]本专利技术还提供了一种整体式负载型催化剂，包括堇青石基体负载在所述堇青石基体上的负载型催化剂；所述负载型催化剂为上述方案所述负载型催化剂或上述方案所述制备方法得到的负载型催化剂。
[0027]本专利技术还提供了上述方案所述整体式负载型催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0028]将负载型催化剂和水混合，得到浆料；
[0029]将所述浆料涂覆于堇青石基体后依次进行干燥和第三焙烧，得到整体式负载型催化剂。
[0030]优选的，所述第三焙烧的温度为400～500℃，保温时间为3～5h。
[0031]本专利技术提供了一种负载型催化剂。本专利技术提供的催化剂具有以下特点：
[0032]1、基于介孔载体，促进了反应物的传输扩散；本专利技术介孔载体具有相对集中的介孔分布，有利于反应物的传输并且为后续铂的分散提供良好的空间和表面，也为铂提供更多的活性位点，促进反应的进行。同时，介孔越多，暴露的锰位点越多，可促进锰和铂的协同作用；
[0033]2、基于钛的缺陷和锰的高氧化还原能力，暴露的锰位点协同铂的相互作用提供了一个更强的氧化还原性能，具有较高活性。
[0034]本专利技术提供的负载型催化剂在室温条件(15～30℃，湿度60～80％RH)下具有较好的催化效率，甲醛和CO的转化率为80～100％。
[0035]本专利技术还提供了上述方案所述负载型催化剂的制备方法。本专利技术提供的制备方法步骤简单，操作方便，成本低廉。
[0036]本专利技术还提供了上述方案所述负载型催化剂或上述方案所述制备方法得到的负载型催化剂在空气净化中的应用。本专利技术提供的负载型催化剂用于空气净化具有净化效率高的优势，并且成本低廉，可以大规模使用。
[0037]本专利技术还提供了一种整体式负载型催化剂。本专利技术提供的整体式负载型催化剂使用方便，净化效果好，可以提供清洁安全的室内环境。
[0038]本专利技术还提供了上述方案所述整体式负载型催化剂的制备方法。本专利技术提供的制备方法仅需要水溶剂，绿色环保，对人体和环境无害，符合绿色化学的发展要求。
具体实施方式
[0039]本专利技术提供了一种负载型催化剂，包括介孔载体、贵金属活性组分、非贵金属活性组分和催化剂助剂；
[0040]所述介孔载体为MnO2‑
TiO2；
[0041]所述贵金属活性组分为Pt；所述贵金属活性组分占负载型催化剂总质量的0.1～1.2％；
[0042]所述非贵金属活性组分为C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负载型催化剂，其特征在于，包括介孔载体、贵金属活性组分、非贵金属活性组分和催化剂助剂；所述介孔载体为MnO2‑
TiO2；所述贵金属活性组分为Pt；所述贵金属活性组分占负载型催化剂总质量的0.1～1.2％；所述非贵金属活性组分为Co3O4；所述催化剂助剂为BaO和/或Li2O。2.根据权利要求1所述的负载型催化剂，其特征在于，所述介孔载体占负载型催化剂总质量的76.8～95.9％；所述非贵金属活性组分占负载型催化剂总质量的3～16％；所述催化剂助剂占负载型催化剂总质量的0.5～6％。3.根据权利要求1所述的负载型催化剂，其特征在于，所述介孔载体的制备方法包括以下步骤：将Mn(NO3)2、TiOSO4溶液、沉淀剂和造孔剂混合，得到悬浊液；将所述悬浊液进行共沉淀反应后调节反应液的pH值为10～12，得到沉淀物；将所述沉淀物依次进行过滤、洗涤、干燥和第一焙烧，得到介孔载体。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述共沉淀反应的温度为室温，反应时间为20～40min；所述第一焙烧的温度为350～500℃，保温时间为2.5～5h。5.权利要求1～4任一项所述负载型催化剂的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕冬丽，陈建军，张秋林，翁慧玲，成珍，聂荣兵，王明雪，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：