一種新型高效的甲醛催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合催化劑的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，設(shè)及一種新型高效低成 本的甲醒催化劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)精神、物質(zhì)生活水平的要求越來(lái)越高。而室內(nèi)空氣污 染物正日漸嚴(yán)重地危害人們的生活環(huán)境，甲醒作為最主要的危害物之一，已經(jīng)引起了大量 研究者的注意。甲醒有刺激性氣味，人對(duì)甲醒的嗅覺(jué)闊通常是0. 06-0. 07mg/m3。長(zhǎng)期接觸低 濃度的甲醒會(huì)引起頭痛、頭暈、乏力、感覺(jué)障礙、免疫力降低，并可出現(xiàn)磕睡、記憶力減退或 神經(jīng)衰弱、精神抑郁等現(xiàn)象。而且研究人員分析，長(zhǎng)期接觸甲醒增大了患上霍奇金淋己瘤、 多發(fā)性骨髓瘤、骨髓性白血病等特殊癌癥的幾率。因此，有效消除甲醒顯得至關(guān)重要。
[0003] 目前，研究消除甲醒的方法主要有：吸附法、等離子體技術(shù)、化學(xué)反應(yīng)法、光催化 氧化法和熱催化氧化法等。吸附法有著吸附能力低、難W循環(huán)利用等缺點(diǎn)。而化學(xué)反應(yīng)法 的缺點(diǎn)主要在于化學(xué)試劑不安全、成本高、一次性使用等?？偠灾?，目前的運(yùn)些方法都 存在一些致命的缺陷，難W達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的要求。而熱催化氧化法作為最有前途的方法， 也存在著一些缺陷，含有貴金屬的催化劑在室溫下催化性能好但成本高、易失活，如專(zhuān)利 CN104226306A和CN102240549A中所制備的催化劑；而不含貴金屬的催化劑在室溫下則性 能低下，難W達(dá)到實(shí)際應(yīng)用，如專(zhuān)利CN101912784A和CN104209108A。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有甲醒催化劑的問(wèn)題，提供一種新型高效低 成本的甲醒催化劑。所述甲醒催化劑是不含貴金屬低成本、室溫下催化效率高、壽命長(zhǎng)的高 效催化劑。 陽(yáng)〇化]本發(fā)明的另一目的在于提供一種新型高效低成本的甲醒催化劑的制備方法。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過(guò)W下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)： 一種新型高效的甲醒催化劑，由W下步驟制備得到： 51. W儀鹽、鉆鹽、表面活性劑為原料制備得到納米片狀的NiC〇2〇4; 52. 將S1中所述納米片狀的NiC〇2〇4經(jīng)堿性溶液改性，洗涂、烘干后得到所述甲醒催化 劑。
[0007] 本發(fā)明創(chuàng)造性地把儀鹽、鉆鹽結(jié)合起來(lái)，通過(guò)添加表面活性劑使其團(tuán)聚生成納米 片花狀結(jié)構(gòu)的NiC〇2〇4,大大增加了表面積，增加了甲醒在催化劑中的停留時(shí)間，增強(qiáng)吸附和 催化甲醒的能力，使得氧化鉆和氧化儀具有很好的協(xié)同效應(yīng)，克服了傳統(tǒng)的氧化鉆和/或 氧化儀對(duì)催化甲醒所需的苛刻條件，如很高的催化溫度等，所述納米片狀的NiC〇2〇4的催化 性能遠(yuǎn)高于氧化鉆、氧化儀或兩者的混合物。
[0008] 再者，本發(fā)明使用堿性溶液修飾無(wú)貴金屬催化劑，使得高比表面的催化劑表面結(jié) 合大量的徑基。徑基是甲醒分解的重要參與物，加快了分解過(guò)程，從本質(zhì)上提高了催化活 性。
[0009] 優(yōu)選地，所述新型高效的甲醒催化劑由W下步驟制備得到： 511. 按質(zhì)量比的儀鹽、鉆鹽和表面活性劑制成溶液，于70°C~160°C條件下反應(yīng)5~ 1也得到第一中間體； 512. 將S11所述的第一中間體般燒后，得到所述納米片狀的NiC〇2〇4; S2.將S12中所述納米片狀的NiC〇2〇4加入到堿性溶液中并加熱處理，洗涂、烘干后，得 到所述甲醒催化劑。
[0010] 優(yōu)選地，所述儀鹽為硝酸儀、氯化儀、乙酸儀、硫酸儀中的一種或幾種； 鉆鹽為硝酸鉆、氯化鉆、乙酸鉆、硫酸鉆中的一種或幾種。
[0011] 所述表面活性劑為六亞甲基四胺、尿素、十六烷基=甲基漠化錠等。 陽(yáng)〇1引優(yōu)選地，所述儀鹽、鉆鹽和表面活性劑的質(zhì)量比為1 :1~3 :2~4。進(jìn)一步優(yōu)選地，所 述儀鹽、鉆鹽和表面活性劑的質(zhì)量比為1. 5:2:4。 陽(yáng)01引優(yōu)選地，S12中的般燒溫度為200°C~500°C，般燒時(shí)間為1~化。 陽(yáng)014] 優(yōu)選地，所述S2中堿性溶液為氨氧化鐘、氨氧化鋼、氨水、氨氧化領(lǐng)、氨氧化巧中 的一種或幾種。
[0015] 優(yōu)選地，所述S2中堿性溶液的濃度為0. 1mol/L~5mol/L。
[0016] 優(yōu)選地，所述S2中加熱的溫度為25°C~100°C，加熱時(shí)間為1h~2地。
[0017] 優(yōu)選地，所述S2中用乙醇和/或水進(jìn)行洗涂。
[001引一種上述新型高效的甲醒催化劑的制備方法。本發(fā)明所述制備方法通過(guò)表面活性 劑與儀鹽、鉆鹽混合后，制得團(tuán)聚成納米片花狀的高比表面積復(fù)合金屬催化劑，同時(shí)堿性溶 液改性增加大量表面徑基，從本質(zhì)上提高催化性能。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下有益效果： 本發(fā)明所述甲醒催化劑采用創(chuàng)造性的制備方法獲得，其具有高比表面積，多孔納米片 狀結(jié)構(gòu)，用堿性溶液改性后的催化劑表面具有大量徑基，從本質(zhì)上加快催化速率。所述甲 醒催化劑可在室溫下可高效催化甲醒，生成無(wú)害的二氧化碳和水，并且性能穩(wěn)定、使用壽命 長(zhǎng)、適合多種環(huán)境。所述甲醒催化劑為高比表面積納米片狀的粉末，并適合負(fù)載于各種載 體。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為實(shí)施例2制備的所述甲醒催化劑的SEM圖； 圖2為實(shí)施例2制備的所述甲醒催化劑負(fù)載于儀泡沫上的SEM圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合一些【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明設(shè)及的甲醒催化劑及其制備方法做進(jìn)一步 描述。具體實(shí)施例為進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，非限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。除非特別說(shuō)明，本 發(fā)明實(shí)施例采用的方法和原料均為本領(lǐng)域常規(guī)選擇。 陽(yáng)0巧實(shí)施例1 一種新型高效的甲醒催化劑，由W下步驟制備得到： S1.將1.2gNi(N〇3)2.6H2〇、1.2gCo(N〇3)2.6H2〇、2.4g HMT(六亞甲基四胺）溶于200 血的乙醇水溶液(其中水：乙醇=1. 5:1)，混合攬拌至均勻，然后將溶液裝入高壓反應(yīng)蓋中， 放入烘箱在70°C下加熱1地。反應(yīng)完后將第一中間體取出，分別用水和乙醇清洗多次，然后 將第一中間體放入烘箱干燥（50°C)12小時(shí)。然后將烘干的第一中間體裝入瓷舟，放進(jìn)馬弗 爐中在200°C下般燒化，得到納米片狀的NiC〇2〇4。 陽(yáng)〇2引 S2.將0. 3g納米片狀的NiC〇2〇4和40ml0.Imol/L的氨氧化鋼溶液加入燒杯中， 將燒杯放入l〇〇°C油浴鍋攬拌比，然后用蒸饋水和乙醇沖洗多次，最后用烘箱于50°C烘干 后得到甲醒催化劑。
[0024]用高效氣相色譜對(duì)制備得到的甲醒催化劑的催化轉(zhuǎn)化率、性能穩(wěn)定、使用壽命等 性能進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。 陽(yáng)〇2引 實(shí)施例2 一種新型高效的甲醒催化劑，由W下步驟制備得到： S1.將 1. 2gNiClz'6&0、2. 4gCo(N〇3)2 '6H2〇、3g尿素溶于 200 血的乙醇水溶液(其 中水：乙醇=1.5:1)，混合攬拌至均勻，然后將溶液裝入高壓反應(yīng)蓋中，放入烘箱在90°C下 加熱化。反應(yīng)完后將第一中間體取出，分別用水和乙醇清洗多次，然后將第一中間體放入烘 箱干燥（50°C)12小時(shí)。然后將烘干的第一中間體裝入瓷舟，放進(jìn)馬弗爐中在400°C下般燒 3h，得到納米片狀的NiC〇2〇4。
[0026] S2.將0. 3g納米片狀的NiC〇2〇4和40血Imol/L的氨氧化鐘溶液加入燒杯中，將 燒杯放入80°C油浴鍋攬拌化，然后用蒸饋水和乙醇沖洗多次，最后用烘箱于50°C烘干后得 到甲醒催化劑。
[0027] 用高效氣相色譜對(duì)制備得到的甲醒催化劑的催化轉(zhuǎn)化率、性能穩(wěn)定、使用壽命等 性能進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。 陽(yáng)0測(cè) 實(shí)施例3 一種新型高效的甲醒催化劑，由W下步驟制備得到： S1.將1.5g乙酸儀、2gCoS〇4.7H2〇、4gHMT(六亞甲基四胺）溶于200血的乙醇 水溶液(其中水：乙醇=1. 5:1 )，混合攬拌至均勻，然后將溶液裝入高壓反應(yīng)蓋中，放入烘箱 在120°C下加熱化。反應(yīng)完后將第一中間體取出，分別用水和乙醇清洗多次，然后將第一中 間體放入烘箱干燥（50°C) 12小時(shí)。然后將烘干的第一中間體裝入瓷舟，放進(jìn)馬弗爐中在 300°C下般燒地，得到納米片狀的NiC〇2〇4。
[0029] S2.將0. 3g納米片狀的NiC〇2〇4和40血3mol/L的氨水溶液加入燒杯中，將燒杯 放入50°C油浴鍋攬拌12h，然后用蒸饋水和乙醇沖洗多次，最后用烘箱于50°C烘干后得到 甲醒催化劑。
[0030] 用高效氣相色譜對(duì)制備得到的甲醒催化劑的催化轉(zhuǎn)化率、性能穩(wěn)定、使用壽命等 性能進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。 陽(yáng)0川 實(shí)施例4 一種新型高效的甲醒催化劑，由W下步驟制備得到： S1.將1. 2gNi(N03)2'6&0、3. 6g乙酸鉆、4. 8g十六烷基S甲基漠化錠溶于200血的 乙醇水溶液(其中水：乙醇=1. 5:1)，混合攬拌至均勻，然后將溶液裝入高壓反應(yīng)蓋中，放入 烘箱在160°C下加熱5h。反應(yīng)完后將第一中間體取出，分別用水和乙醇清洗多次，然后將第 一中間體放入烘箱干燥（50°C)12小時(shí)。然后將烘干的第一中間體裝入瓷舟，放進(jìn)馬弗爐中 在500°C下般燒比，得到納米片狀的NiC〇2〇4。 陽(yáng)0巧 S2.將0. 3g納米片狀的NiC〇2〇4和40血5mol/L的氨氧化鋼溶液加入燒杯中，將 燒杯放入25°C油浴鍋攬拌2地，然后用蒸饋水和乙醇沖洗多次，最后用烘箱于50°C烘干后 得到甲醒催化劑。
[0033] 用高效氣相色譜對(duì)制備得到的甲醒催化劑