一種甲醛介孔催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種空氣凈化材料領(lǐng)域，具體地說，是一種適用于吸附甲醒氣體并得 W進(jìn)行催化降解的介孔復(fù)合催化劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，在新裝修的室內(nèi)、汽車內(nèi)部含有大量甲醒等有毒有害氣體，運(yùn)些地方內(nèi)部 空間狹小，如果長時間處于密閉狀態(tài)，容易引發(fā)人頭痛乏力、皮膚痊癢、呼吸困難等癥狀，重 者可導(dǎo)致神經(jīng)中毒，致癌甚至喪命。甲醒對人體健康的嚴(yán)重危害性越來越成為人們關(guān)注的 焦點(diǎn)。傳統(tǒng)的除去室內(nèi)、車內(nèi)甲醒有害氣體的方法一般會通過通風(fēng)透氣、使用活性炭吸附等 方法去除，但該方法未真正的將甲醒氣體進(jìn)行分解，使用后的材料也難W再回收利用。
[0003] 半導(dǎo)體光催化凈化技術(shù)是近年來空氣凈化領(lǐng)域的研究焦點(diǎn)，利用半導(dǎo)體催化劑和 太陽光能將微環(huán)境空氣中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為水分子和二氧化碳，半導(dǎo)體二氧化鐵(Ti〇2)由于 具有價廉、易得、無毒、耐腐蝕及光活性較強(qiáng)等特點(diǎn)被廣泛用作光催化劑。但是，半導(dǎo)體光催 化劑需要借助光源激發(fā)才能有效的發(fā)揮作用，在反應(yīng)過程中也容易出現(xiàn)催化劑失活，同時 半導(dǎo)體催化劑對甲醒的脫除也受限于吸附到納米Ti化顆粒表面的甲醒量，從而導(dǎo)致半導(dǎo)體 光催化劑對甲醒的室溫催化降解效率相對較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種甲醒介孔催化劑及其制備方法，其具有吸附甲醒 能力的同時可W在室溫下高效催化降解甲醒，不需要光催化處理，從而有效提高對甲醒的 空氣凈化力。
[0005] 為達(dá)到W上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種甲醒介孔催化劑主要由質(zhì)量分 數(shù)為58 %~75 %的介孔基體、23 %~40 %的SiW報(bào)U4多金屬氧酸鹽W及1 %~3 %的納米鈕粒 子復(fù)合而成，其中，介孔基體為有序介孔碳-氧化娃納米球。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，有序介孔碳-氧化娃納米球的孔徑集中分布于3.5~ 4. Onm，孔容0.4~0.5cm^g，比表面積為745~860mVg。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述介孔基體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%，SiW9Ru4多金屬氧酸鹽 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28~29%，納米Pd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1~2%。
[000引一種甲醒介孔催化劑的制備方法，其包括步驟：
[0009] S100制備介孔基體材料，將碳源混合于模板劑中，分別間隔地加入娃源水溶液、擴(kuò) 孔劑進(jìn)行攬拌反應(yīng)，再經(jīng)水熱反應(yīng)后制得合成產(chǎn)物，將合成產(chǎn)物般燒碳化，制得有序介孔C- Si化納米球；
[0010] 5200制備51胖9咖4/(：-51化，將^氯化釘、娃鶴酸鹽溶解于水中，調(diào)節(jié)抑至4.5~5.5， 水浴反應(yīng)后通過調(diào)節(jié)保持抑值，加入C-Si化納米球于反應(yīng)溶液中，超聲分散后，在劇烈攬拌 下加入氯化鐘于反應(yīng)溶液中，攬拌、過濾、干燥后制得SiW報(bào)lu/C-Si化復(fù)合材料；W及
[0011] S300制備Pd-SiW報(bào)lu/C-Si化復(fù)合材料，將鈕源溶于鹽酸中，加入甲醇溶液攬拌，分 散相應(yīng)質(zhì)量份的SiW9Ru4/C-Si化復(fù)合材料于鈕源溶液中，得到混合液，所述混合液經(jīng)攬拌、 混合、烘干W及般燒后制得Pd-SiW曲U4/C-Si化復(fù)合材料，也就是甲醒介孔催化劑。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述步驟S100中的娃源選自丫-氨丙基Ξ乙氧基硅烷、 丫-氨丙基Ξ甲氧基硅烷、Ν-β(氨乙基)-丫-氨丙基Ξ甲氧基硅烷、Ν-β(氨乙基)-丫-氨丙基 甲基二甲氧基硅烷、Ν-β(氨乙基)-丫-氨丙基Ξ乙氧基硅烷中的一種。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述步驟S100中的碳源為低分子量的酪醒樹脂。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，在所述步驟S100合成過程中的攬拌速度為400~50化/ min。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述步驟S100包括步驟：
[0016] S110制備低分子量的酪醒樹脂碳源，將苯酪在50°C下完全烙融后，加入氨氧化鋼 溶液于其中，攬拌lOmin混合均勻，再向反應(yīng)液中加入甲醒溶液，并升溫到70°C，保持該溫度 反應(yīng)30min，制得低分子量的酪醒樹脂碳源；
[0017] S120在66°C，加入模板劑于碳源溶液中，攬拌化混合均勻，加入娃源水溶液繼續(xù)攬 拌12h，完成后加入擴(kuò)孔劑于反應(yīng)溶液中繼續(xù)攬拌化；W及
[0018] S130靜置直至反應(yīng)溶液降至室溫，轉(zhuǎn)入到水熱蓋中水熱反應(yīng)2地，反應(yīng)完成后混合 液經(jīng)冷卻、抽濾，洗涂、干燥獲得合成產(chǎn)物，將合成產(chǎn)物放入管式爐中，在氮?dú)鈿夥障?、般?化除去表面活性劑并碳化，得到有序的介孔碳-氧化娃納米球。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述步驟S200包括步驟：
[0020] S210將Ξ氯化釘攬拌溶解于水中，在劇烈攬拌下緩慢加入娃鶴酸鹽固體于Ξ氯化 釘溶液中；
[0021] S220通過1M的碳酸鋼調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH值，將反應(yīng)液置于70-80°C的水浴中攬拌 30min，取出卻至室溫后，再調(diào)節(jié)至相同的pH值，過濾除去未溶解的固體雜質(zhì)；W及
[0022] S230超聲分散介孔材料C-Si化于反應(yīng)液中，在劇烈攬拌下加入氯化鐘于反應(yīng)液 中，保持?jǐn)埌?地，后過濾、35 °C干燥得到SiW曲lu/C-Si化復(fù)合材料。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述步驟S300包括步驟：
[0024] S310將鈕源溶于鹽酸溶液，后加入甲醇溶液攬拌30min，得到混合液；
[00巧]S320超聲分散SiW9Ru4/C-Si化復(fù)合材料于混合液中，攬拌化后轉(zhuǎn)移至80°C的水浴 中繼續(xù)攬拌蒸發(fā)多余水分得到膏狀固體;W及
[00%] S330將膏狀固體在80°C下烘干化后磨細(xì)，按照2°C/min的升溫速率在氮?dú)獗Ｗo(hù)的 氣氛下，般燒化制得Pd-SiW曲U4/C-Si〇2復(fù)合材料。
[0027] 本發(fā)明的有益效果為：
[0028] 1、在所述甲醒介孔催化劑中，由于W介孔C-Si化為載體材料，其具有較高的比表 面積，對甲醒具有較大的吸附能力，同時，介孔C-Si化材料表面含有豐富的帶負(fù)電性的徑 基，更有利于對甲醒氣體的吸附；
[0029] 2、SiW9Ru4多氧酸鹽是一類多金屬氧簇化合物，對甲醒具有良好的催化氧化特性， 對甲醒氣體有效地進(jìn)行降解;納米Pd粒子對SiWsRiu多氧酸鹽進(jìn)行表面修飾，得W作為電子 的有效捕獲中屯、，有利于催化氧化過程中電子-空穴對的分離，從而進(jìn)一步增加催化劑的催 化氧化反應(yīng)活性，提高催化降解效率。
【具體實(shí)施方式】
[0030] W下描述用于掲露本發(fā)明W使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。W下描述中的優(yōu) 選實(shí)施例只作為舉例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可W想到其他顯而易見的變型。
[0031] -種甲醒介孔催化劑主要由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為58%~75 %的介孔基體、23 %~40 %的 SiW曲U4多金屬氧酸鹽W及1 %~3%的納米鈕粒子復(fù)合而成，其中，介孔基體為有序介孔碳- 氧化娃納米球。從而，通過有序介孔材料碳-氧化娃納米球形成的介孔基體，得W吸附甲醒， 負(fù)載于介孔基體的多金屬氧酸鹽催化劑得W催化降解吸附于介孔基體上的甲醒，通過貴金 屬鈕粒子對SiW曲U4多金屬氧酸鹽表面進(jìn)行修飾，提高其對甲醒的催化降解活性，從而，使得 所述甲醒介孔催化劑具有吸附甲醒能力的同時可W在室溫下高效催化降解甲醒，不需要進(jìn) 行額外的光催化處理，有效提高對甲醒的空氣凈化力。
[0032] 所述甲醒介孔催化劑的表達(dá)式為:Pd-SiW9Ru4/C-Si〇2，SiW9Ru4多金屬氧酸鹽的表 達(dá)式為：-K6Na[S