本发明专利技术为一种室温去除一氧化碳的整体型触媒，涉及催化和环境保护领域。其特征在于采用蜂窝陶瓷或多孔泡沫金属为载体，以先负载掺杂的四氧化三钴为第一活性组分，以后负载氧化态和金属态共存的银-金为第二活性组分。掺杂的四氧化三钴特征在于金属态和氧化态银同时存在于尺寸约为0.46×0.46nm2的孔道中，钛离子(Ti4+)取代四氧化三钴的部分晶格位；Ag和Ti相对于四氧化三钴的重量比分别为0～20％和0～50％。银-金合金与掺杂四氧化三钴的重量比为0～10％，其中银占银-金合金的重量比为0～100％。本发明专利技术的整体型触媒在常温常压的真实环境中，可以高效稳定地去除空气中的一氧化碳污染物。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术为一种室温去除一氧化碳的整体型触媒，涉及催化和环保领域。其特征在于采用蜂窝陶瓷或多孔泡沫金属为载体，以先负载掺杂的四氧化三钴为第一活性组分，以后负载氧化态和金属态共存的银-金为第二活性组分。本专利技术整体型触媒的特点是不需要额外光、热、电等能源的输入，在常温、常湿和大风量的条件下高效稳定地去除空气中的一氧化碳污染物。本专利技术还涉及上述触媒的制备方法。本专利技术还涉及上述触媒应用于各种空气净化器。
技术介绍
一氧化碳是主要的室内空气污染物，其危害受到了人们广泛的关注。中国在2002 年颁布的《室内空气质量标准》(GB/T18883-2002)中规定室内空气中一氧化碳的卫生标准 (最高允许浓度)分别为10mg/m3。因此，去除室内空气中的一氧化碳有重要的意义。净化方法可以粗略地分为吸附法、等离子体技术、化学反应法、光催化法和催化法，其中催化法是一种长效的方法。日本大阪瓦斯株式会社专利技术一系列去除一氧化碳触媒专利(公开号CN1724152、 CN1689964和CN1689963)。在130 180°C温度下对一氧化碳有较好的效果，但是需要热能的输入限制了该触媒的广泛应用。中国专利CN90106857采用钴、铜氧化物作活性组分来分解。CN1259398A、CN117167674A和CN1357348A都是采用钴、铜、镍和钴氧化物作为活性组分，负载在活性碳上来分解。CN1785507A采用各种钴氧化物作为触媒在常温下能获得较好的效果。中国专利CN1812835A采用钴与锆、钛中的一种或两种作为触媒，在150°C得到好的分解的效果。但是抗湿能力差和/或需要额外能量的输入是这些触媒广泛应用的最大障碍。本专利技术的目的是提供一种在室温和高湿度的条件下高效稳定地去除一氧化碳的整体型触媒。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在室温、高湿度条件下能将一氧化碳去除的整体型触媒。本专利技术的另一个目的是提供制备上述整体型触媒的方法。本专利技术还涉及上述触媒用于各种空气净化器。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现本专利技术提供的触媒，采用以下方法合成1.掺杂的四氧化三钴的制备(1)氧化还原法主要步骤是将可溶性钴盐、钛盐和强氧化剂的水溶液按照一定量混合，在80 100°C的水溶液中剧烈搅拌回流2 48h后生成黑色的沉淀物，过滤、洗涤，在100 150°C干燥1 24h，然后在200 800°C焙烧1 36h，得到晶格掺杂钛的四氧化三钴。(2)离子交换法主要步骤是晶格掺杂钛的四氧化三钴和硝酸银按适量的比例在过氧化氢水溶液中混合，加入氨水溶液在室温下搅拌交换1 48h，然后过滤、洗涤，在 100 150°C干燥1 24h，然后在200 800°C焙烧1 36h，得到本专利技术掺杂的四氧化三钴。2.掺杂的四氧化三钴整体型触媒的制备。(1)称取一定量上述制备的掺杂的四氧化三钴，加入一定比例的去离子水和粘合剂，其中粘合剂为硅酸盐、氧化铝或碳酸锆铵等无机粘合剂的一种或者多种。根据黏度和粒径的要求，粘合剂与掺杂的四氧化三钴的重量比在1 50%之间，高速搅拌1 24h，得到一定浓度的掺杂的四氧化三钴浆液。(2)采用真空_负压抽提技术将掺杂的四氧化三钴浆液涂覆在预先处理好的蜂窝陶瓷或多孔泡沫金属上，在200 800°C焙烧1 36h，得到掺杂四氧化三钴整体型触媒。3.本专利技术整体型触媒的制备(1)将掺杂的四氧化三钴整体型触媒浸渍在含银和金的一种或两种贵金属前驱体水溶液中，其中Ag或Au的浓度为0. 001 0. 050mol/L, 80 150°C烘干，200 800°C焙烧 1 24h。(2)将上述负载整体型触媒于200 600°C的纯氢气中，或氧气和氢气循环处理 1 24h使银和金的氧化态和金属态共存，分别得到本专利技术整体型触媒，其中银_金与掺杂的四氧化三钴的重量比为0 10%，其中银的含量占合金重量比的0 100%。本专利技术技术效果本专利技术的优点本专利技术的整体型触媒在不需要额外能源输入的条件下将一氧化碳催化去除，其特征抗湿性能强、稳定性好、处理效率高、处理量大、处理完全、成本低、没有二次污染以及不存在吸附饱和等问题本专利技术整体型触媒采用低阻力的蜂窝陶瓷或多孔泡沫金属整体型触媒，在整体型触媒使用时前后的压差很小，适合各种空间空气的净化。具体实施例方式实施例一晶格掺杂钛的四氧化三钴采用氧化还原法制备。将一定比例的硫酸钴和硫酸钛加入500mL的烧瓶中，然后分别通入20mL/min含600mg/m3的空气，在90°C恒温24h，过滤、洗涤，在110°C干燥12h，500°C焙烧6h得到晶格掺杂钛的四氧化三钴，分别记为“5% TiMn, 10% TiMn, 30% TiMn 和 50% TiMn，，。XRD和HRTEM分析证明钛离子进入四氧化三钴晶格。触媒的性能测试在连续流动的固定床反应器上进行。在触媒性能测试之前没有对触媒作任何处理，粉末触媒经过压片，粉碎制成0. 25 0. 50mm的颗粒样，然后将0. 5g颗粒样装于一个玻璃管中，在室温(20°C )和相对湿度为50%的条件下，通入含10 500mg/m3 一氧化碳的空气，风速为2. 5m/s。反应器出口气体用FTIR红外分析仪、痕量气体分析质谱5仪、分析仪和Aglient 7890A气相色谱分析仪检测。结果见表1。实施例二孔道掺杂银的四氧化三钴采用离子交换法制备。按照一定量30% TiMn加入500mL 不同浓度的AgNO3溶液中，加入10%的H2O2水溶液，然后加入25wt %的氨水，在室温下搅拌交换12h后，过滤、洗涤，在110°C干燥12h，然后在500°C焙烧得到晶格掺杂钛和孔道掺杂银的四氧化三钴，记为 Ag30% TiMn, 5% Ag30% TiMn 禾Π 10% Ag30% TiMn。 XRD和HRTEM分析证明钛离子进入四氧化三钴晶格和Ag进入四氧化三钴孔道导致了孔道的微变.催化活性测试同实施例一。结果见表1。实施例三掺杂的四氧化三钴整体型触媒的制备。称取一定量的5%Ag30%TiMn，加入一定比例的去离子水和5 50%硅胶粘合剂，高速搅拌1 24h，得到一定浓度的掺杂的四氧化三钴浆液。采用真空_负压抽提技术将掺杂的四氧化三钴浆液涂覆在预先处理好的蜂窝陶瓷或多孔泡沫金属上，在50(TC焙烧12h，得到掺杂四氧化三钴整体型触媒。记为“整体型 AgTiMn”。整体型触媒的性能测试在环能通集团空气净化器EN 上进行。整体型触媒的三维是150*150*40mm3，然后装入空气净化器中，在室温(20°C )和相对湿度为50%的条件下，通入含0. 1 50mg/m3，1 100mg/m3和10 500mg/m3 一氧化碳的空气，风速为2. 5m/s。空气净化器用FTIR红外分析仪、痕量气体分析质谱仪、分析仪和Aglient 7890A气相色谱分析仪检测出口气体的浓度。结果见表1。实施例四将实施例三制备整体型AgTiMn触媒浸渍在含银和金的一种或两种贵金属前驱体水溶液中，其中Ag和/或者Au的浓度为0. 01mol/L, 110°C烘干，400°C焙烧6h。然后将负载贵金属的蜂窝陶瓷或多孔泡沫金属触媒于300°C的氧气和氢气循环处理IOh分别得到整体型触媒，金属的含量经过ICP分析，记着“AgAuAgTiMn”本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．本专利技术为一种室温一氧化碳的整体型触媒，其特征在于采用蜂窝陶瓷或多孔泡沫金属为载体，以先负载掺杂的四氧化三钴为第一活性组分，以后负载氧化态和金属态共存的银－金为第二活性组分。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：上海牛翼新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31
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