一种甲醛介孔催化剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种空气净化材料领域，具体地说，是一种适用于吸附甲醒气体并得 W进行催化降解的介孔复合催化剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，在新装修的室内、汽车内部含有大量甲醒等有毒有害气体，运些地方内部 空间狭小，如果长时间处于密闭状态，容易引发人头痛乏力、皮肤痊痒、呼吸困难等症状，重 者可导致神经中毒，致癌甚至丧命。甲醒对人体健康的严重危害性越来越成为人们关注的 焦点。传统的除去室内、车内甲醒有害气体的方法一般会通过通风透气、使用活性炭吸附等 方法去除，但该方法未真正的将甲醒气体进行分解，使用后的材料也难W再回收利用。
[0003] 半导体光催化净化技术是近年来空气净化领域的研究焦点，利用半导体催化剂和 太阳光能将微环境空气中的有机物转化为水分子和二氧化碳，半导体二氧化铁(Ti〇2)由于 具有价廉、易得、无毒、耐腐蚀及光活性较强等特点被广泛用作光催化剂。但是，半导体光催 化剂需要借助光源激发才能有效的发挥作用，在反应过程中也容易出现催化剂失活，同时 半导体催化剂对甲醒的脱除也受限于吸附到纳米Ti化颗粒表面的甲醒量，从而导致半导体 光催化剂对甲醒的室溫催化降解效率相对较低。
【发明内容】
[0004] 本发明的主要目的在于提供一种甲醒介孔催化剂及其制备方法，其具有吸附甲醒 能力的同时可W在室溫下高效催化降解甲醒，不需要光催化处理，从而有效提高对甲醒的 空气净化力。
[0005] 为达到W上目的，本发明采用的技术方案为:一种甲醒介孔催化剂主要由质量分 数为58 %~75 %的介孔基体、23 %~40 %的SiW报U4多金属氧酸盐W及1 %~3 %的纳米钮粒 子复合而成，其中，介孔基体为有序介孔碳-氧化娃纳米球。
[0006] 根据本发明的一实施例，有序介孔碳-氧化娃纳米球的孔径集中分布于3.5~ 4. Onm，孔容0.4~0.5cm^g，比表面积为745~860mVg。
[0007] 根据本发明的一实施例，所述介孔基体的质量分数为70%，SiW9Ru4多金属氧酸盐 的质量分数为28~29%，纳米Pd的质量分数为1~2%。
[000引一种甲醒介孔催化剂的制备方法，其包括步骤：
[0009] S100制备介孔基体材料，将碳源混合于模板剂中，分别间隔地加入娃源水溶液、扩 孔剂进行揽拌反应，再经水热反应后制得合成产物，将合成产物般烧碳化，制得有序介孔C- Si化纳米球；
[0010] 5200制备51胖9咖4/(：-51化，将^氯化钉、娃鹤酸盐溶解于水中，调节抑至4.5~5.5， 水浴反应后通过调节保持抑值，加入C-Si化纳米球于反应溶液中，超声分散后，在剧烈揽拌 下加入氯化钟于反应溶液中，揽拌、过滤、干燥后制得SiW报lu/C-Si化复合材料；W及
[0011] S300制备Pd-SiW报lu/C-Si化复合材料，将钮源溶于盐酸中，加入甲醇溶液揽拌，分 散相应质量份的SiW9Ru4/C-Si化复合材料于钮源溶液中，得到混合液，所述混合液经揽拌、 混合、烘干W及般烧后制得Pd-SiW曲U4/C-Si化复合材料，也就是甲醒介孔催化剂。
[0012] 根据本发明的一实施例，所述步骤S100中的娃源选自丫-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乙氧基硅烷中的一种。
[0013] 根据本发明的一实施例，所述步骤S100中的碳源为低分子量的酪醒树脂。
[0014] 根据本发明的一实施例，在所述步骤S100合成过程中的揽拌速度为400~50化/ min。
[0015] 根据本发明的一实施例，所述步骤S100包括步骤：
[0016] S110制备低分子量的酪醒树脂碳源，将苯酪在50°C下完全烙融后，加入氨氧化钢 溶液于其中，揽拌lOmin混合均匀，再向反应液中加入甲醒溶液，并升溫到70°C，保持该溫度 反应30min，制得低分子量的酪醒树脂碳源；
[0017] S120在66°C，加入模板剂于碳源溶液中，揽拌化混合均匀，加入娃源水溶液继续揽 拌12h，完成后加入扩孔剂于反应溶液中继续揽拌化；W及
[0018] S130静置直至反应溶液降至室溫，转入到水热蓋中水热反应2地，反应完成后混合 液经冷却、抽滤，洗涂、干燥获得合成产物，将合成产物放入管式炉中，在氮气气氛下、般烧 化除去表面活性剂并碳化，得到有序的介孔碳-氧化娃纳米球。
[0019] 根据本发明的一实施例，所述步骤S200包括步骤：
[0020] S210将Ξ氯化钉揽拌溶解于水中，在剧烈揽拌下缓慢加入娃鹤酸盐固体于Ξ氯化 钉溶液中；
[0021] S220通过1M的碳酸钢调节反应液的pH值，将反应液置于70-80°C的水浴中揽拌 30min，取出却至室溫后，再调节至相同的pH值，过滤除去未溶解的固体杂质；W及
[0022] S230超声分散介孔材料C-Si化于反应液中，在剧烈揽拌下加入氯化钟于反应液 中，保持揽拌2地，后过滤、35 °C干燥得到SiW曲lu/C-Si化复合材料。
[0023] 根据本发明的一实施例，所述步骤S300包括步骤：
[0024] S310将钮源溶于盐酸溶液，后加入甲醇溶液揽拌30min，得到混合液；
[00巧]S320超声分散SiW9Ru4/C-Si化复合材料于混合液中，揽拌化后转移至80°C的水浴 中继续揽拌蒸发多余水分得到膏状固体;W及
[00%] S330将膏状固体在80°C下烘干化后磨细，按照2°C/min的升溫速率在氮气保护的 气氛下，般烧化制得Pd-SiW曲U4/C-Si〇2复合材料。
[0027] 本发明的有益效果为：
[0028] 1、在所述甲醒介孔催化剂中，由于W介孔C-Si化为载体材料，其具有较高的比表 面积，对甲醒具有较大的吸附能力，同时，介孔C-Si化材料表面含有丰富的带负电性的径 基，更有利于对甲醒气体的吸附；
[0029] 2、SiW9Ru4多氧酸盐是一类多金属氧簇化合物，对甲醒具有良好的催化氧化特性， 对甲醒气体有效地进行降解;纳米Pd粒子对SiWsRiu多氧酸盐进行表面修饰，得W作为电子 的有效捕获中屯、，有利于催化氧化过程中电子-空穴对的分离，从而进一步增加催化剂的催 化氧化反应活性，提高催化降解效率。
【具体实施方式】
[0030] W下描述用于掲露本发明W使本领域技术人员能够实现本发明。W下描述中的优 选实施例只作为举例，本领域技术人员可W想到其他显而易见的变型。
[0031] -种甲醒介孔催化剂主要由质量分数为58%~75 %的介孔基体、23 %~40 %的 SiW曲U4多金属氧酸盐W及1 %~3%的纳米钮粒子复合而成，其中，介孔基体为有序介孔碳- 氧化娃纳米球。从而，通过有序介孔材料碳-氧化娃纳米球形成的介孔基体，得W吸附甲醒， 负载于介孔基体的多金属氧酸盐催化剂得W催化降解吸附于介孔基体上的甲醒，通过贵金 属钮粒子对SiW曲U4多金属氧酸盐表面进行修饰，提高其对甲醒的催化降解活性，从而，使得 所述甲醒介孔催化剂具有吸附甲醒能力的同时可W在室溫下高效催化降解甲醒，不需要进 行额外的光催化处理，有效提高对甲醒的空气净化力。
[0032] 所述甲醒介孔催化剂的表达式为:Pd-SiW9Ru4/C-Si〇2，SiW9Ru4多金属氧酸盐的表 达式为：-K6Na[S