CN106955740A - 一种甲醛净化处理整体式催化剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种甲醛净化处理整体式催化剂及其制备方法与应用，包括了无纺布载体和贵金属，所述贵金属为Pt，以催化剂的重量为100％，贵金属按贵金属元素重量计，贵金属的重量百分比为0.2％‑3.0％。其制备方法：S1：以无纺布作为载体；S2：根据配方比例，配制含有贵金属的H2PtO6.6H2O前驱体溶液；S3：以浸渍的方式，将经预处理后的载体加入H2PtO6.6H2O前驱体溶液，在常温下真空旋转，使得H2PtO6.6H2O前驱体溶液负载于载体上，使得无纺布与H2PtO6.6H2O前驱体溶液充分接触，加入一定量的硼氢化钠溶液，再经真空旋蒸至余液澄清透明；S4：将取出负载后的载体烘干得到甲醛净化处理整体式催化剂。本发明催化剂的组成和制备方法简单，利于推广，具有良好的市场前景。
Description
技术领域
本发明属于整体式化学催化剂及其制备技术领域，具体涉及一种制备用于甲醛催化燃烧的负载型Pt金属催化剂的方法。
背景技术
大气环境是人类生存的重要因素，受到人们的广泛重视，甲醛气体而甲醛被列为众多室内污染物中首要的污染物质，治理工作已刻不容缓。目前所研究的金属氧化物催化剂对甲醛常温催化的活性不高，而且在常温下的稳定性不好，贵金属弥补这一缺陷，虽然贵金属价格较为昂贵，但是一般贵金属的用量一般很少，相对来说总成本不高。
作为催化剂载体的种类很多，大多数都为多孔物质，起着承载催化剂的作用，而大多数为粉体载体，对于进一步实际应用增加难度。无纺布在空气净化领域应用较为广泛，一般用作空调滤芯，空气净化器过滤材料等，将无纺布多层折叠而成，用于过滤空气中灰尘、花粉、煤烟、研磨颗粒等等，而无纺布作为催化剂载体用于空气净化领域的研究颇少。利用无纺布(PET)作为Pt载体的尚未见报道，制备出Pt颗粒负载于无纺布的表面，对甲醛气体进行净化实验。
发明内容
本发明的目的在于提出一种甲醛净化处理整体式催化剂的制备方法及应用。
本发明所采用的技术方案：一种甲醛净化处理整体式催化剂，包括了无纺布载体和贵金属，所述贵金属为Pt。
优选的，以催化剂的重量为100％，贵金属按贵金属元素重量计，贵金属的重量百分比为0.2％-3.0％。
一种甲醛净化处理整体式催化剂的制备方法，包括如下步骤：
S1：以无纺布作为载体，对该载体进行预处理；
S2：根据配方比例，配制含有贵金属的H2PtO6.6H2O前驱体溶液；
S3：以浸渍的方式，将经预处理后的载体加入H2PtO6.6H2O前驱体溶液，在常温下真空旋转，使得H2PtO6.6H2O前驱体溶液负载于载体上，使得无纺布与H2PtO6.6H2O前驱体溶液充分接触，加入一定量的硼氢化钠溶液，再经真空旋蒸至余液澄清透明，表明贵金属已负载于载体上；
S4：将取出负载后的载体烘干得到甲醛净化处理整体式催化剂。
步骤S1所述对该载体进行预处理，具体为通过水，乙醇对剪裁过的无纺布进行预处理，清洗无纺布表面的杂质，并利用浓度为0.2％的十六烷基三甲基溴化铵对无纺布进行亲水性处理后焙烧烘干。
步骤S3中，根据无纺布重量、贵金属的负载量量取定量的5g/L H2PtO6.6H2O前驱体溶液，稀释到50mL，在常温下真空旋转的时长为1h。
步骤S3中，所述的硼氢化钠溶液的摩尔浓度为0.1～2.0mol/L。
甲醛净化处理整体式催化剂中贵金属总含量为0.2wt％～3.0wt％。
所述的载体烘干温度为60℃-150℃，载体烘干时间为2-24h。
一种甲醛净化处理整体式催化剂在催化净化甲醛中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明一种甲醛净化处理整体式催化剂，包括了无纺布载体和贵金属，组成和制备方法简单，利于推广。采用无纺布作为载体，采用简单的真空吸附法,制备了甲醛净化处理整体式催化剂，此方法无需高温焙烧，重复性好，得到的材料可以用作催化氧化甲醛用于空气净化领域。
附图说明
图1：实施例4制备的甲醛净化处理整体式催化剂的XRD示意图。
图2：实施例4制备的甲醛净化处理整体式催化剂的SEM示意图，其中图(a)为空白无纺布，(b)为放大倍数为1000倍的负载后的无纺布，(c)为放大倍数为5000倍的负载后的无纺布。
图3：实施例4制备的甲醛净化处理整体式催化剂的催化净化甲醛性能示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例1：
一种甲醛净化处理整体式催化剂，包括了无纺布载体和贵金属，所述贵金属为Pt,以催化剂的重量为100％，贵金属按贵金属元素重量计，贵金属的重量百分比为1.2％。其制备方法包括如下步骤：S1：以无纺布作为载体，对该载体进行预处理；具体为通过水，乙醇对剪裁过的无纺布进行预处理，清洗无纺布表面的杂质，并利用浓度为0.2％的十六烷基三甲基溴化铵对无纺布进行亲水性处理后焙烧烘干；S2：根据配方比例，配制含有贵金属的H2PtO6.6H2O前驱体溶液，具体为，取4.8mL的5g/LH2PtO6.6H2O前驱体溶液；S3:将4.8mL的5g/LH2PtO6.6H2O前驱体溶液稀释到50mL，加入处理后的无纺布，利用真空旋转1h，温度为常温，使无纺布与前驱体溶液充分接触，后加入一定量的硼氢化钠，使得溶液的浓度为0.1mol/L，再经真空旋蒸至余液澄清透明，表明Pt已负载于无纺布上；S4：取出负载后无纺布于100℃烘干2h待测。本实施例中得到的甲醛净化处理整体式催化剂中Pt的含量为1.2％。
实施例2：
一种甲醛净化处理整体式催化剂，包括了无纺布载体和贵金属，所述贵金属为Pt,以催化剂的重量为100％，贵金属按贵金属元素重量计，贵金属的重量百分比为0.4％。其制备方法包括如下步骤：S1：以无纺布作为载体，对该载体进行预处理；具体为通过水，乙醇对剪裁过的无纺布进行预处理，清洗无纺布表面的杂质，并利用浓度为0.2％的十六烷基三甲基溴化铵对无纺布进行亲水性处理后焙烧烘干；S2：根据配方比例，配制含有贵金属的H2PtO6.6H2O前驱体溶液，具体为，取1.2mL的5g/LH2PtO6.6H2O前驱体溶液；S3:将4.8mL的5g/LH2PtO6.6H2O前驱体溶液稀释到50mL，加入处理后的无纺布，利用真空旋转1h，温度为常温，使无纺布与前驱体溶液充分接触，后加入一定量的硼氢化钠，使得溶液的浓度为0.1mol/L，再经真空旋蒸至余液澄清透明，表明Pt已负载于无纺布上；S4：取出负载后无纺布于104℃烘干2h待测。本实施例中得到的甲醛净化处理整体式催化剂中Pt的含量为0.4％。
实施例3：
一种甲醛净化处理整体式催化剂，包括了无纺布载体和贵金属，所述贵金属为Pt,以催化剂的重量为100％，贵金属按贵金属元素重量计，贵金属的重量百分比为0.4％。其制备方法包括如下步骤：S1：以无纺布作为载体，对该载体进行预处理；具体为通过水，乙醇对剪裁过的无纺布进行预处理，清洗无纺布表面的杂质，并利用浓度为0.2％的十六烷基三甲基溴化铵对无纺布进行亲水性处理后焙烧烘干；S2：根据配方比例，配制含有贵金属的H2PtO6.6H2O前驱体溶液，具体为，取4.8mL的5g/LH2PtO6.6H2O前驱体溶液；S3:将1.2mL的5g/LH2PtO6.6H2O前驱体溶液稀释到50mL，加入处理后的无纺布，利用真空旋转1h，温度为常温，使无纺布与前驱体溶液充分接触，后加入一定量的硼氢化钠，使得溶液的浓度为0.2mol/L，再经真空旋蒸至余液澄清透明，表明Pt已负载于无纺布上；S4：取出负载后无纺布于80℃烘干2h待测。本实施例中得到的甲醛净化处理整体式催化剂中Pt的含量为0.4％。
实施例4：
一种甲醛净化处理整体式催化剂，包括了无纺布载体和贵金属，所述贵金属为Pt,以催化剂的重量为100％，贵金属按贵金属元素重量计，贵金属的重量百分比为0.8％。其制备方法包括如下步骤：S1：以无纺布作为载体，对该载体进行预处理；具体为通过水，乙醇对剪裁过的无纺布进行预处理，清洗无纺布表面的杂质，并利用浓度为0.2％的十六烷基三甲基溴化铵对无纺布进行亲水性处理后焙烧烘干；S2：根据配方比例，配制含有贵金属的H2PtO6.6H2O前驱体溶液，具体为，取3.2mL的5g/LH2PtO6.6H2O前驱体溶液；S3:将1.2mL的5g/LH2PtO6.6H2O前驱体溶液稀释到50mL，加入处理后的无纺布，利用真空旋转1h，温度为常温，使无纺布与前驱体溶液充分接触，后加入一定量的硼氢化钠，使得溶液的浓度为0.3mol/L，再经真空旋蒸至余液澄清透明，表明Pt已负载于无纺布上；S4：取出负载后无纺布于130℃烘干2h待测。本实施例中得到的甲醛净化处理整体式催化剂中Pt的含量为0.8％。
其中，图1为实施例4制备的甲醛净化处理整体式催化剂的XRD示意图；图2为实施例4制备的甲醛净化处理整体式催化剂的SEM示意图，其中图(a)为空白无纺布，(b)为放大倍数为1000倍的负载后的无纺布，(c)为放大倍数为5000倍的负载后的无纺布；图3为实施例4制备的甲醛净化处理整体式催化剂的催化净化甲醛性能示意图。
实施例5：
一种甲醛净化处理整体式催化剂，包括了无纺布载体和贵金属，所述贵金属为Pt,以催化剂的重量为100％，贵金属按贵金属元素重量计，贵金属的重量百分比为0.8％。其制备方法包括如下步骤：S1：以无纺布作为载体，对该载体进行预处理；具体为通过水，乙醇对剪裁过的无纺布进行预处理，清洗无纺布表面的杂质，并利用浓度为0.2％的十六烷基三甲基溴化铵对无纺布进行亲水性处理后焙烧烘干；S2：根据配方比例，配制含有贵金属的H2PtO6.6H2O前驱体溶液，具体为，取3.2mL的5g/LH2PtO6.6H2O前驱体溶液；S3:将3.2mL的5g/LH2PtO6.6H2O前驱体溶液稀释到50mL，加入处理后的无纺布，利用真空旋转1h，温度为常温，使无纺布与前驱体溶液充分接触，后加入一定量的硼氢化钠，使得溶液的浓度为0.7mol/L，再经真空旋蒸至余液澄清透明，表明Pt已负载于无纺布上；S4：取出负载后无纺布于65℃烘干2h待测。本实施例中得到的甲醛净化处理整体式催化剂中Pt的含量为0.8％。
实施例6：
一种甲醛净化处理整体式催化剂，包括了无纺布载体和贵金属，所述贵金属为Pt,以催化剂的重量为100％，贵金属按贵金属元素重量计，贵金属的重量百分比为0.6％。其制备方法包括如下步骤：S1：以无纺布作为载体，对该载体进行预处理；具体为通过水，乙醇对剪裁过的无纺布进行预处理，清洗无纺布表面的杂质，并利用浓度为0.2％的十六烷基三甲基溴化铵对无纺布进行亲水性处理后焙烧烘干；S2：根据配方比例，配制含有贵金属的H2PtO6.6H2O前驱体溶液，具体为，取2.5mL的5g/LH2PtO6.6H2O前驱体溶液；S3:将3.2mL的5g/LH2PtO6.6H2O前驱体溶液稀释到50mL，加入处理后的无纺布，利用真空旋转1h，温度为常温，使无纺布与前驱体溶液充分接触，后加入一定量的硼氢化钠，使得溶液的浓度为1.2mol/L，再经真空旋蒸至余液澄清透明，表明Pt已负载于无纺布上；S4：取出负载后无纺布于100℃烘干2h待测。本实施例中得到的甲醛净化处理整体式催化剂中Pt的含量为0.6％。
实施例7：
本发明的甲醛净化处理整体式催化剂在催化净化甲醛中的应用。在密闭空箱中对制备的甲醛净化处理整体式催化剂进行活性测试，将实施例4制备好的载铂无纺布置于空气净化器里，放置在密闭空箱内进行甲醛净化反应，净化器风速为100m3/h，反应温度为室温，结果表明甲醛净化率最高达到65.4％，降解后甲醛浓度最低为0.9mg/m3。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种甲醛净化处理整体式催化剂，其特征在于：包括了无纺布载体和贵金属，所述贵金属为Pt。
2.根据权利要求1所述的一种甲醛净化处理整体式催化剂，其特征在于：以催化剂的重量为100％，贵金属按贵金属元素重量计，贵金属的重量百分比为0.2％-3.0％。
3.根据权利要求1所述一种甲醛净化处理整体式催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：以无纺布作为载体，对该载体进行预处理；
S2：根据配方比例，配制含有贵金属的H2PtO6.6H2O前驱体溶液；
S3：以浸渍的方式，将经预处理后的载体加入H2PtO6.6H2O前驱体溶液，在常温下真空旋转，使得H2PtO6.6H2O前驱体溶液负载于载体上，使得无纺布与H2PtO6.6H2O前驱体溶液充分接触，加入一定量的硼氢化钠溶液，再经真空旋蒸至余液澄清透明，表明贵金属已负载于载体上；
S4：将取出负载后的载体烘干得到甲醛净化处理整体式催化剂。
4.根据权利要求3所述的一种甲醛净化处理整体式催化剂的制备方法，其特征在于：步骤S1所述对该载体进行预处理，具体为通过水，乙醇对剪裁过的无纺布进行预处理，清洗无纺布表面的杂质，并利用浓度为0.2％的十六烷基三甲基溴化铵对无纺布进行亲水性处理后焙烧烘干。
5.根据权利要求3所述的一种甲醛净化处理整体式催化剂的制备方法，其特征在于：步骤S3中，根据无纺布重量、贵金属的负载量量取定量的5g/L H2PtO6.6H2O前驱体溶液，稀释到50mL，在常温下真空旋转的时长为1h。
6.根据权利要求3所述的一种甲醛净化处理整体式催化剂的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述的硼氢化钠溶液的摩尔浓度为0.1～2.0mol/L。
7.根据权利要求3所述的一种甲醛净化处理整体式催化剂的制备方法，其特征在于：甲醛净化处理整体式催化剂中贵金属总含量为0.2wt％～3.0wt％。
8.根据权利要求3所述的一种甲醛净化处理整体式催化剂的制备方法，其特征在于：所述的载体烘干温度为60℃-150℃，载体烘干时间为2-24h。
9.一种如权利要求1-2所述的甲醛净化处理整体式催化剂在催化净化甲醛中的应用。
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