CN112156774A - 一种炭纤维负载的贵金属单原子甲醛氧化催化剂及其制法和应用 - Google Patents
一种炭纤维负载的贵金属单原子甲醛氧化催化剂及其制法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112156774A CN112156774A CN202011051544.2A CN202011051544A CN112156774A CN 112156774 A CN112156774 A CN 112156774A CN 202011051544 A CN202011051544 A CN 202011051544A CN 112156774 A CN112156774 A CN 112156774A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- noble metal
- carbon fiber
- catalyst
- formaldehyde
- drying
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 114
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 title claims abstract description 57
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 title claims abstract description 57
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 56
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 40
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 14
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 45
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 41
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 28
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 15
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 15
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 15
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 14
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 13
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 4
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 65
- NWAHZABTSDUXMJ-UHFFFAOYSA-N platinum(2+);dinitrate Chemical compound [Pt+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O NWAHZABTSDUXMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- GTCKPGDAPXUISX-UHFFFAOYSA-N ruthenium(3+);trinitrate Chemical compound [Ru+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GTCKPGDAPXUISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- ZVUZTTDXWACDHD-UHFFFAOYSA-N gold(3+);trinitrate Chemical compound [Au+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZVUZTTDXWACDHD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 5
- GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N palladium(ii) nitrate Chemical compound [Pd+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 2
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000003905 indoor air pollution Methods 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003390 teratogenic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/48—Silver or gold
- B01J23/52—Gold
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8668—Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/46—Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
- B01J23/462—Ruthenium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/391—Physical properties of the active metal ingredient
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/58—Fabrics or filaments
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明属于一种用于甲醛催化氧化反应的催化剂及其制法和应用，尤其是一种炭纤维负载的贵金属单原子甲醛氧化催化剂及其制法和应用。本发明以具有较大比表面积的炭纤维为载体，通过制备方式、催化剂组成含量及相关关键条件的调变，调节催化剂贵金属活性中心分布，减少贵金属原子配位数，得到单原子分布的贵金属活性中心。利用炭纤维比表面积大，孔结构丰富的特征，实现贵金属单原子的均匀和稳固落位，从而获得较好的催化活性和稳定性。
Description
技术领域
本发明属于一种用于甲醛催化氧化反应的催化剂及其制法和应用，尤其涉及一种炭纤维负载的贵金属单原子甲醛氧化催化剂及其制法和应用。
背景技术
甲醛具有明确的致癌、致畸作用，是重要的室内污染物。目前，甲醛污染的治理方式主要有通风换气法、生物净化法、物理吸附法、等离子法、光催化氧化法及催化氧化法等。其中通风换气法和生物净化法应用场景存在局限，净化效果不稳定；物理吸附法存在吸附材料饱和再生问题，难以长期持续工作；等离子法和光催化氧化法虽效果较好，但处理产物可能存在二次污染。与上述方法相比，催化氧化法甲醛转化效率高，气体处理量大，处理完全且不存在吸附饱和，过程能耗较低，不产生二次污染，在实际应用中操作条件容易控制，工艺流程简单，已成为室内空气污染治理技术研究的热点。
甲醛催化氧化反应的关键在于催化剂活性中心的选择和催化剂结构的设计。作为广泛应用的催化材料，贵金属具有未填满的d电子轨道，表面易吸附反应物，吸附强度适中，利于形成“活性中间产物”，催化剂活性和稳定性均较好，是甲醛催化氧化反应中最常用的催化材料。然而，贵金属储量稀少，价格昂贵，其用量严重影响了催化剂的原料成本。如何在较低负载量的条件下提高贵金属原子利用率，从而提高催化效率，已成为贵金属催化剂面向应用所亟需解决的关键问题。
以往研究表明，通过贵金属合金的合成、非贵金属助剂的掺杂以及载体种类和载体微观结构的调变，可以在一定程度上调节活性中心的电子环境、晶体结构、界面性质和分散情况，改善铂的催化效率。然而，表征结果证实，在这些研究中，得到的贵金属物种在催化剂中依然以纳米团簇的形式存在，团簇体相中的大量原子未直接参与催化反应，贵金属原子的利用率还存在进一步提高的潜力。
2011年，中国科学院大连化学物理研究所张涛院士团队率先提出单原子催化的概念。该方法将具有催化活性的金属原子单分散性地负载在催化剂载体上。从配位信息上来说，催化剂中没有出现传统的金属-金属键。单分子催化剂具有100%的原子利用率，在负载贵金属材料时具有明显的价格优势。本发明拟采用具有多孔结构、大比表面积的炭纤维作为载体，将单原子催化剂的制备方式引入贵金属/炭纤维催化剂的制备当中，设计并合成单原子贵金属/炭纤维催化剂，以达到甲醛高效催化转化的目标。
发明内容：
本发明目的是提供一种用于甲醛催化氧化反应的催化剂及其制法和应用，尤其涉及一种炭纤维负载的贵金属单原子甲醛氧化催化剂及其制法和应用。
本发明所采用的技术方案是：一种炭纤维负载的贵金属单原子甲醛氧化催化剂，该催化剂的重量百分比组成为：贵金属 0.1~3.5 wt%，其余为炭纤维载体，炭纤维载体比表面积为100000~250000m2/g，纤维直径为2~4μm。
所述的贵金属为铂、钌、钯、金中的至少2种。
一种炭纤维负载的贵金属单原子甲醛氧化催化剂制备方法，将炭纤维载体在0.02～0.08 g/ml的贵金属可溶性盐溶液中，搅拌条件下浸渍6~24 h，浸渍结束后在80~120℃的温度下干燥12~24h，干燥结束后用去离子水洗涤3~5次，再次在80~120℃的温度下干燥12~24h，在氮气气氛下350~450℃的温度下焙烧1~3h，随后冷却、造粒，得到成品催化剂。
贵金属可溶性盐为贵金属的硝酸盐。
一种炭纤维负载的贵金属单原子甲醛氧化催化剂的应用，该催化剂用于静止或强制通风状态下空气中甲醛的催化转化，反应温度为-15℃~50℃，适用环境的空气甲醛浓度为0.01~3.0mg/m3。
本发明的有益效果是：（1）通过制备方式、催化剂组成含量及相关关键条件的调变，调节催化剂贵金属活性中心分布，减少贵金属原子配位数，得到单原子分布的贵金属活性中心。（2）利用炭纤维比表面积较大，孔结构丰富的有利特征，实现贵金属单原子的均匀和稳固落位，从而获得较好的催化活性和稳定性。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步描述本专利中公开的制备方法，但本发明并不受下述实施例的限制。
实施例1
取炭纤维载体10g，炭纤维载体比表面积为100000m2/g，纤维直径为2μm。配制铂浓度为0.06g/ml的硝酸铂溶液，配制金浓度为0.02g/ml的硝酸金溶液，取硝酸铂溶液2ml，硝酸金溶液2ml，加入23ml的去离子水，共计27ml。向该溶液中加入10g炭纤维载体，搅拌条件下浸渍6h，浸渍结束后在100℃下干燥12h，干燥结束后用15ml的去离子水洗涤5次，在100℃温度下继续干燥12h后取出，在350℃下焙烧2h，之后冷却、造粒得到成品催化剂。取得到的催化剂5g装填入固定床反应器中，反应空速为3600h-1，反应温度为30℃，24h内可以将空气中的甲醛浓度由1.0mg/m3降低至0mg/m3，转化率为100%。
实施例2
取炭纤维载体10g，炭纤维载体比表面积为200000m2/g，纤维直径为3μm。配制铂浓度为0.06g/ml的硝酸铂溶液，配制金浓度为0.02g/ml的硝酸金溶液，取硝酸铂溶液2ml，硝酸金溶液1ml，加入23ml的去离子水，共计26ml。向该溶液中加入10g炭纤维载体，搅拌条件下浸渍12h，浸渍结束后在100℃下干燥12h，干燥结束后用15ml的去离子水洗涤5次，在100℃温度下继续干燥12h后取出，在350℃下焙烧2h，之后冷却、造粒得到成品催化剂。取得到的催化剂5g装填入固定床反应器中，反应空速为5000h-1，反应温度为30℃，24h内可以将空气中的甲醛浓度由1.0mg/m3降低至0mg/m3，转化率为100%。
实施例3
取炭纤维载体10g，炭纤维载体比表面积为250000m2/g，纤维直径为4μm。配制铂浓度为0.06g/ml的硝酸铂溶液，配制金浓度为0.02g/ml的硝酸金溶液，取硝酸铂溶液2ml，硝酸金溶液1ml，加入23ml的去离子水，共计26ml。向该溶液中加入10g炭纤维载体，搅拌条件下浸渍12h，浸渍结束后在100℃下干燥12h，干燥结束后用15ml的去离子水洗涤5次，在100℃温度下继续干燥12h后取出，在350℃下焙烧2h，之后冷却、造粒得到成品催化剂。取得到的催化剂5g装填入固定床反应器中，反应空速为4000h-1，反应温度为30℃，24h内可以将空气中的甲醛浓度由1.0mg/m3降低至0mg/m3，转化率为100%。
实施例4
取炭纤维载体10g，炭纤维载体比表面积为250000m2/g，纤维直径为4μm。配制铂浓度为0.06g/ml的硝酸铂溶液，配制金浓度为0.02g/ml的硝酸金溶液，取硝酸铂溶液2ml，硝酸金溶液1ml，加入23ml的去离子水，共计26ml。向该溶液中加入10g炭纤维载体，搅拌条件下浸渍12h，浸渍结束后在100℃下干燥12h，干燥结束后用15ml的去离子水洗涤5次，在100℃温度下继续干燥12h后取出，在350℃下焙烧2h，之后冷却、造粒得到成品催化剂。取得到的催化剂5g装填入固定床反应器中，反应空速为6000h-1，反应温度为30℃，24h内可以将空气中的甲醛浓度由1.0mg/m3降低至0.05mg/m3，转化率为95%。
实施例5
取炭纤维载体10g，炭纤维载体比表面积为150000m2/g，纤维直径为3μm。配制铂浓度为0.06g/ml的硝酸铂溶液，配制金浓度为0.02g/ml的硝酸钌溶液，取硝酸铂溶液2ml，硝酸钌溶液1ml，加入23ml的去离子水，共计26ml。向该溶液中加入10g炭纤维载体，搅拌条件下浸渍12h，浸渍结束后在100℃下干燥12h，干燥结束后用15ml的去离子水洗涤5次，在100℃温度下继续干燥12h后取出，在350℃下焙烧2h，之后冷却、造粒得到成品催化剂。取得到的催化剂5g装填入固定床反应器中，反应空速为6000h-1，反应温度为30℃，24h内可以将空气中的甲醛浓度由1.0mg/m3降低至0mg/m3，转化率为100%。
实施例6
取炭纤维载体10g，炭纤维载体比表面积为150000m2/g，纤维直径为3μm。配制铂浓度为0.06g/ml的硝酸铂溶液，配制金浓度为0.02g/ml的硝酸钌溶液，取硝酸铂溶液2ml，硝酸钌溶液1ml，加入23ml的去离子水，共计26ml。向该溶液中加入10g炭纤维载体，搅拌条件下浸渍24h，浸渍结束后在120℃下干燥12h，干燥结束后用15ml的去离子水洗涤5次，在100℃温度下继续干燥12h后取出，在350℃下焙烧2h，之后冷却、造粒得到成品催化剂。取得到的催化剂5g装填入固定床反应器中，反应空速为5000h-1，反应温度为30℃，24h内可以将空气中的甲醛浓度由1.0mg/m3降低至0mg/m3，转化率为100%。
实施例7
取炭纤维载体10g，炭纤维载体比表面积为1200000m2/g，纤维直径为2μm。配制铂浓度为0.06g/ml的硝酸铂溶液，配制金浓度为0.02g/ml的硝酸钌溶液，取硝酸铂溶液2ml，硝酸钌溶液2ml，加入23ml的去离子水，共计27ml。向该溶液中加入10g炭纤维载体，搅拌条件下浸渍24h，浸渍结束后在120℃下干燥12h，干燥结束后用15ml的去离子水洗涤5次，在100℃温度下继续干燥12h后取出，在450℃下焙烧2h，之后冷却、造粒得到成品催化剂。取得到的催化剂5g装填入固定床反应器中，反应空速为5000h-1，反应温度为30℃，24h内可以将空气中的甲醛浓度由1.0mg/m3降低至0mg/m3，转化率为100%。
实施例8
取炭纤维载体10g，炭纤维载体比表面积为1000000m2/g，纤维直径为4μm。配制铂浓度为0.06g/ml的硝酸铂溶液，配制金浓度为0.02g/ml的硝酸钯溶液，取硝酸铂溶液2ml，硝酸钯溶液2ml，加入23ml的去离子水，共计27ml。向该溶液中加入10g炭纤维载体，搅拌条件下浸渍24h，浸渍结束后在120℃下干燥12h，干燥结束后用15ml的去离子水洗涤5次，在100℃温度下继续干燥12h后取出，在450℃下焙烧2h，之后冷却、造粒得到成品催化剂。取得到的催化剂5g装填入固定床反应器中，反应空速为5000h-1，反应温度为30℃，24h内可以将空气中的甲醛浓度由1.0mg/m3降低至0mg/m3，转化率为100%。
实施例9
取炭纤维载体10g，炭纤维载体比表面积为1000000m2/g，纤维直径为4μm。配制铂浓度为0.06g/ml的硝酸铂溶液，配制金浓度为0.02g/ml的硝酸钯溶液，取硝酸铂溶液2ml，硝酸钯溶液2ml，加入23ml的去离子水，共计27ml。向该溶液中加入10g炭纤维载体，搅拌条件下浸渍24h，浸渍结束后在120℃下干燥12h，干燥结束后用15ml的去离子水洗涤5次，在100℃温度下继续干燥12h后取出，在450℃下焙烧2h，之后冷却、造粒得到成品催化剂。取得到的催化剂5g装填入固定床反应器中，反应空速为3600h-1，反应温度为30℃，24h内可以将空气中的甲醛浓度由1.0mg/m3降低至0mg/m3，转化率为100%。
实施例10
取炭纤维载体10g，炭纤维载体比表面积为150000m2/g，纤维直径为3μm。配制铂浓度为0.06g/ml的硝酸铂溶液，配制金浓度为0.02g/ml的硝酸钌溶液，取硝酸铂溶液2ml，硝酸钌溶液1ml，加入23ml的去离子水，共计26ml。向该溶液中加入10g炭纤维载体，搅拌条件下浸渍24h，浸渍结束后在120℃下干燥12h，干燥结束后用15ml的去离子水洗涤5次，在100℃温度下继续干燥12h后取出，在350℃下焙烧2h，之后冷却、造粒得到成品催化剂。取得到的催化剂5g装填入固定床反应器中，反应空速为3600h-1，反应温度为50℃，24h内可以将空气中的甲醛浓度由1.0mg/m3降低至0mg/m3，转化率为100%。
对比例1
取氧化铝载体10g，氧化铝载体比表面积为500m2/g，孔体积为1.0cm3/g。配制铂浓度为0.1g/ml的氯铂酸溶液，配制钌浓度为0.05g/ml的硝酸钌溶液，取氯铂酸溶液1ml，硝酸钌溶液1ml，加入23ml的去离子水，共计25ml。向该溶液中加入10g氧化铝载体，搅拌条件下浸渍6h，浸渍结束后在100℃下干燥12h，干燥结束后用15ml的去离子水洗涤5次，在100℃温度下继续干燥12h后取出，在350℃下焙烧2h，之后冷却、造粒得到成品催化剂。取得到的催化剂5g放置于体积为10L的玻璃罩内，反应温度为30℃，24h内可以将空气中的甲醛浓度由1.0mg/m3降低至0.6mg/m3，转化率为40%。
对比例2
取炭纤维载体10g，炭纤维载体比表面积为850000m2/g，纤维直径为10μm。配制铂浓度为0.1g/ml的硝酸铂溶液，配制钌浓度为0.05g/ml的硝酸钌溶液，取硝酸铂溶液1ml，硝酸钌溶液1ml，加入23ml的去离子水，共计25ml。向该溶液中加入10g炭纤维载体，搅拌条件下浸渍6h，浸渍结束后在100℃下干燥12h，干燥结束后用15ml的去离子水洗涤5次，在100℃温度下继续干燥12h后取出，在350℃下焙烧2h，之后冷却、造粒得到成品催化剂。取得到的催化剂5g放置于体积为10L的玻璃罩内，反应温度为30℃，24h内可以将空气中的甲醛浓度由1.0mg/m3降低至0.8mg/m3，转化率为20%。
对比例3
取炭纤维载体10g，炭纤维载体比表面积为150000m2/g，纤维直径为3μm。配制铂浓度为0.6g/ml的硝酸铂溶液，配制金浓度为0.2g/ml的硝酸钌溶液，取硝酸铂溶液2ml，硝酸钌溶液1ml，加入23ml的去离子水，共计26ml。向该溶液中加入10g炭纤维载体，搅拌条件下浸渍24h，浸渍结束后在120℃下干燥12h，干燥结束后用15ml的去离子水洗涤5次，在100℃温度下继续干燥12h后取出，在350℃下焙烧2h，之后冷却、造粒得到成品催化剂。取得到的催化剂5g装填入固定床反应器中，反应空速为3600h-1，反应温度为50℃，24h内可以将空气中的甲醛浓度由1.0mg/m3降低至0.8mg/m3，转化率为20%。
Claims (5)
1.一种炭纤维负载的贵金属单原子甲醛氧化催化剂，其特征在于：该催化剂的重量百分比组成为：贵金属 0.1~3.5 wt%，其余为炭纤维载体，炭纤维载体比表面积为100000~250000m2/g，纤维直径为2~4μm。
2.根据权利要求1所述的所述的一种炭纤维负载的贵金属单原子甲醛氧化催化剂，其特征在于：贵金属为铂、钌、钯、金中的至少2种。
3.一种权利要求1所述的炭纤维负载的贵金属单原子甲醛氧化催化剂制备方法，其特征在于：将炭纤维载体在0.02～0.08 g/ml的贵金属可溶性盐溶液中，搅拌条件下浸渍6~24h，浸渍结束后在80~120℃的温度下干燥12~24h，干燥结束后用去离子水洗涤3~5次，再次在80~120℃的温度下干燥12~24h，在氮气气氛下350~450℃的温度下焙烧1~3h，随后冷却、造粒，得到成品催化剂。
4.根据权利要求3所述的一种炭纤维负载的贵金属单原子甲醛氧化催化剂制备方法，其特征在于：贵金属可溶性盐为贵金属的硝酸盐。
5.一种权利要求1所述的炭纤维负载的贵金属单原子甲醛氧化催化剂的应用，其特征在于：该催化剂用于静止或强制通风状态下空气中甲醛的催化转化，反应温度为-15℃~50℃，适用环境的空气甲醛浓度为0.01~3.0mg/m3。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011051544.2A CN112156774A (zh) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | 一种炭纤维负载的贵金属单原子甲醛氧化催化剂及其制法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011051544.2A CN112156774A (zh) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | 一种炭纤维负载的贵金属单原子甲醛氧化催化剂及其制法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112156774A true CN112156774A (zh) | 2021-01-01 |
Family
ID=73862126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011051544.2A Withdrawn CN112156774A (zh) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | 一种炭纤维负载的贵金属单原子甲醛氧化催化剂及其制法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112156774A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103721705A (zh) * | 2014-01-14 | 2014-04-16 | 武汉理工大学 | 一种多孔TiO2纤维负载贵金属甲醛室温氧化催化剂及其制备方法 |
| CN109012659A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-12-18 | 天津大学 | 一种用于常温催化降解VOCs的负载贵金属的活性炭纤维单原子催化剂的制备方法 |
| CN110102300A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-08-09 | 中北大学 | 一种柔性碳基载体负载金属单原子催化剂及其制备方法和应用 |
| CN110479266A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-11-22 | 天津大学 | 一种催化氧化VOCs的活性炭纤维负载原子级活性位点催化剂的制备方法 |
| CN111036237A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-21 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种加氢催化剂及其制备方法和应用 |
| CN111710877A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-09-25 | 广西师范大学 | N-F共掺杂石墨烯Cu单原子载Pt催化剂及其制备方法与应用 |
-
2020
- 2020-09-29 CN CN202011051544.2A patent/CN112156774A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103721705A (zh) * | 2014-01-14 | 2014-04-16 | 武汉理工大学 | 一种多孔TiO2纤维负载贵金属甲醛室温氧化催化剂及其制备方法 |
| CN109012659A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-12-18 | 天津大学 | 一种用于常温催化降解VOCs的负载贵金属的活性炭纤维单原子催化剂的制备方法 |
| CN110102300A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-08-09 | 中北大学 | 一种柔性碳基载体负载金属单原子催化剂及其制备方法和应用 |
| CN110479266A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-11-22 | 天津大学 | 一种催化氧化VOCs的活性炭纤维负载原子级活性位点催化剂的制备方法 |
| CN111036237A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-21 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种加氢催化剂及其制备方法和应用 |
| CN111710877A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-09-25 | 广西师范大学 | N-F共掺杂石墨烯Cu单原子载Pt催化剂及其制备方法与应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106540741B (zh) | 在室温下用于消除甲醛的催化剂及其制备方法 | |
| CN108786921B (zh) | 一种单原子Pd@UiO-66催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN104646029B (zh) | 一种用于甲醛净化的金属合金催化剂及其制备方法 | |
| CN112156778A (zh) | 一种氧化锰负载的贵金属单原子甲醛氧化催化剂及其制法和应用 | |
| CN110743570A (zh) | 一种含有多孔结构基材的催化剂的制备方法及利用该催化剂分解甲醛的方法 | |
| CN101491778A (zh) | 薄壳形贵金属催化剂的制备方法 | |
| CN109529821B (zh) | 一种用于热催化甲醛降解的钯基催化剂 | |
| CN104289231A (zh) | 高分散度钴基费托合成催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN111111724B (zh) | 一种碳酸钙改性的炭材料负载纳米钯合金催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN1301984C (zh) | 一种γ－丁内酯的催化合成方法 | |
| CN111068666A (zh) | 一种海泡石负载贵金属甲醛室温氧化催化剂及其制备方法 | |
| CN112156779A (zh) | 一种氧化锰负载的贵金属单原子voc氧化催化剂及其制法和应用 | |
| CN113289594B (zh) | 一种硼修饰的富含五配位铝的氧化铝定向负载Ru基催化剂的制备方法及应用 | |
| CN113694921B (zh) | 纳米金刚石/石墨烯复合载体负载原子级分散铱团簇催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN114160125A (zh) | 一种催化合成草酸二甲酯的超低钯催化剂及其制备方法 | |
| CN112108145A (zh) | 一种氧化铝负载铱团簇催化剂及其制备与应用 | |
| CN112156775A (zh) | 一种炭纤维负载的贵金属单原子voc氧化催化剂及其制法和应用 | |
| CN111437828B (zh) | 一种合成乙醇酸甲酯用银基催化剂及其制备方法 | |
| CN112156774A (zh) | 一种炭纤维负载的贵金属单原子甲醛氧化催化剂及其制法和应用 | |
| CN110433800B (zh) | 一种具有晶面效应的负载型钌催化剂的制备及应用 | |
| CN111672536A (zh) | 一种用于甲醛净化的贵金属催化剂及其制备方法 | |
| CN108448123B (zh) | 一种用于低温水煤气变换反应的铈基催化剂及其制备方法 | |
| CN105498780A (zh) | 一种Cu/ZnO催化剂及其制备方法和在CO2化学转化中的应用 | |
| CN113333004B (zh) | 一种负载型铜基催化剂的制备方法及应用 | |
| CN104001524B (zh) | 一种用于乙炔氢氯化反应的非汞催化剂 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20210101 |