[go: up one dir, main page]

CN111097422A - 一种除甲醛的催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种除甲醛的催化剂及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111097422A
CN111097422A CN201911251250.1A CN201911251250A CN111097422A CN 111097422 A CN111097422 A CN 111097422A CN 201911251250 A CN201911251250 A CN 201911251250A CN 111097422 A CN111097422 A CN 111097422A
Authority
CN
China
Prior art keywords
catalyst
formaldehyde
solution
preparation
organic amine
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.)
Granted
Application number
CN201911251250.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111097422B (zh
Inventor
蒋婷婷
麦裕良
王曦
陈佳志
江川霞
杨宗美
李媛
陈晓填
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Chemical Engineering of Guangdong Academy of Sciences
Original Assignee
Guangdong Research Institute Of Petrochemical And Fine Chemical Engineering
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Research Institute Of Petrochemical And Fine Chemical Engineering filed Critical Guangdong Research Institute Of Petrochemical And Fine Chemical Engineering
Priority to CN201911251250.1A priority Critical patent/CN111097422B/zh
Publication of CN111097422A publication Critical patent/CN111097422A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111097422B publication Critical patent/CN111097422B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/755—Nickel
    • 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
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/75—Cobalt
    • 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
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/85—Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/88—Molybdenum
    • B01J23/882—Molybdenum and cobalt
    • 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
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/85—Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/88—Molybdenum
    • B01J23/883—Molybdenum and nickel
    • 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
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/889—Manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/8892—Manganese
    • 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
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08—Heat treatment
    • B01J37/10—Heat treatment in the presence of water, e.g. steam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/06—Polluted air

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明公开了一种除甲醛的催化剂及其制备方法和应用。这种除甲醛的催化剂是通过以下的制备方法制得：1)将两种过渡金属盐溶于水中，配成前驱体溶液；其中，两种过渡金属盐选自镍、钴、铁、钼、锰、镁、铝中任意两种的金属盐；2)将有机胺溶液加入到前驱体溶液中，混合搅拌，得到混合液；3)将混合液进行水热反应，得到双金属氢氧化物催化剂。本发明制成的催化剂含丰富的表面羟基，可促进对室内甲醛的吸附和氧化，在常温常压下，无需添加贵金属，可将室内甲醛完全转化为二氧化碳和水，去除率可达90％以上。这种催化剂具有原料来源广、合成方法简单、制作成本低等优点，易于工业化生产。

Description

一种除甲醛的催化剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及空气净化技术领域，特别是涉及一种除甲醛的催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
室内空气污染严重危害着人类的生命健康，作为一种常见的室内空气污染物，甲醛已经被世界卫生组织列为一类致癌物。我国《室内空气质量标准》规定室内空气中甲醛浓度的限制为0.10mg/m3。长期处在低剂量甲醛环境中，容易造成呼吸道受损、肺水肿、白血病等疾病，因此，对室内甲醛污染的治理迫在眉睫。目前，室内甲醛净化主要靠自然通风、活性多孔碳吸附、纳米TiO2光催化及催化剂催化氧化等技术。催化氧化技术在催化剂的催化作用下，可将甲醛完全氧化为对人体没有危害的CO2和H2O，是最具有潜力的应用技术。
催化氧化技术的研发难点主要在制备低温高效、低成本和具有良好稳定性的催化剂。在室温下高效催化氧化甲醛的催化剂主要是贵金属负载的催化剂，常见的载体主要有活性炭、SiO2、金属氧化物等，然而这类催化剂使用的贵金属含量较大，造成原料成本高，不利于实际工业应用。许多研究表明，丰富的表面羟基基团有利于甲醛气体的吸附和氧化。如CN105013491A中提到了一种经过碱改性后的NiCo2O4催化剂，在催化剂表面增加了大量羟基，室温下即可催化氧化甲醛，但是其催化剂制备过程复杂，需要高温煅烧，成本高；并且主要针对高浓度甲醛(50ppm)，不符合实际应用。
层状双金属氢氧化物(Layered Double Hydroxides，简称LDHs)俗称水滑石，是一类阴离子型粘土材料，含丰富的羟基基团，常被应用于锂离子电池、超级电容器、催化等领域。目前已有报道Pt/NiFe-LDH催化剂用于甲醛催化氧化，在60℃条件下可完全分解甲醛，但贵金属的引入在实际应用中仍存在成本过高的缺点。LDHs不仅具有丰富的羟基基团，双金属之间还具有优越的氧化还原活性，近年来也被作为超级电容器材料和光催化剂进行了研究。但是直接将LDHs用于室温催化氧化室内甲醛的领域还未见报道。
发明内容
为了克服现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种室温下催化活性高、制备简单、成本低的双金属氢氧化物除甲醛催化剂，并同时提供这种除甲醛催化剂的制备方法和应用。
本发明的发明构思如下：以有机胺为沉淀剂，与两种过渡金属盐溶液通过水热反应制备得到一种双金属氢氧化物催化剂，该催化剂适用于去除室内空气中的甲醛。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
本发明提供了一种除甲醛催化剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将两种过渡金属盐溶于水中，配成前驱体溶液；
2)将有机胺溶液加入到前驱体溶液中，混合搅拌，得到混合液；
3)将混合液进行水热反应，得到双金属氢氧化物催化剂；
这种制备方法的步骤1)中，两种过渡金属盐为镍、钴、铁、钼、锰、镁、铝中任意两种的金属盐。
优选的，这种制备方法的步骤1)中，两种过渡金属盐可分别选自镍盐和钴盐，镍盐和铁盐、钴盐和锰盐、镍盐和钼盐、钴盐和钼盐、镍盐和铝盐、钴盐和铁盐中的任意一组。
优选的，步骤1)的过渡金属盐中，镍盐选自硝酸镍、醋酸镍、硫酸镍、氯化镍中的至少一种；钴盐选自硝酸钴、醋酸钴、硫酸钴、氯化钴中的至少一种；铁盐选自硝酸铁、醋酸铁、硫酸铁、氯化铁中的至少一种；钼盐选自硝酸钼、醋酸钼、硫酸钼、氯化钼、钼酸铵中的至少一种；锰盐选自硝酸锰、醋酸锰、硫酸锰、氯化锰中的至少一种；镁盐选自硝酸镁、醋酸镁、硫酸镁、氯化镁中的至少一种；铝盐选自硝酸铝、醋酸铝、硫酸铝、氯化铝中的至少一种；进一步优选的，两种过渡金属盐选自硝酸镍和硝酸钴、醋酸镍和醋酸铁、硫酸钴和硫酸锰、硝酸镍和硝酸钼、氯化钴和钼酸铵、硝酸镍和硝酸铝、硝酸钴和硝酸铁中任意一组。
优选的，这种制备方法的步骤1)中，两种过渡金属盐之间的摩尔比为1：(0.5～2)。
优选的，这种制备方法的步骤1)中，前驱体溶液的过渡金属盐总浓度为0.05mol/L～0.1mol/L；进一步优选的，前驱体溶液的过渡金属盐总浓度为0.07mol/L～0.08mol/L。过渡金属盐总浓度是指两种过渡金属盐的浓度之和。
优选的，这种制备方法的步骤2)中，前驱体溶液的过渡金属盐与有机胺的摩尔比为1：(1.5～12)；进一步优选的，前驱体溶液的过渡金属盐与有机胺的摩尔比为1：(2～8)。
优选的，这种制备方法的步骤2)中，有机胺溶液的有机胺浓度为0.2mol/L～1.5mol/L；进一步优选的，有机胺溶液的有机胺浓度为0.3mol/L～1.2mol/L。
优选的，这种制备方法步骤2)的有机胺溶液中，有机胺选自尿素、氨水、二乙胺、油胺、十六烷基胺、己胺、六次甲基四胺中的至少一种；进一步优选的，有机胺选自尿素、氨水、二乙胺、油胺、六次甲基四胺中的至少一种。本发明这种催化剂的制备方法中，采用有机胺作为沉淀剂，其pH值变化范围不大，能得到形貌较规整的六边形纳米片。
优选的，这种制备方法步骤2)的有机胺溶液中，溶剂选自水、甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇中的至少一种；进一步优选的，溶剂选自水、乙醇、乙二醇中的至少一种。
优选的，这种制备方法的步骤2)中，将有机胺溶液加入到前驱体溶液是通过滴加的方式加入。
优选的，这种制备方法的步骤2)中，混合搅拌是在磁力搅拌器中进行；搅拌的转速为300r/min～600r/min，搅拌的时间为0.5h～2h。
优选的，这种制备方法的步骤3)中，水热反应的温度为120℃～180℃，水热反应的时间为10h～18h。
优选的，这种制备方法的步骤3)中，水热反应是在聚四氟乙烯反应釜中密封进行。
优选的，这种制备方法的步骤3)中，水热反应后还包括将产物洗涤，过滤，干燥的步骤。其中，洗涤优选是依次将产物用无水乙醇洗涤2～3次，再用水洗涤2～3次。干燥的温度优选为80℃～110℃，干燥的时间优选为8h～24h。
优选的，这种制备方法中，所用的水为去离子水。
本发明提供了一种除甲醛的催化剂，这种催化剂是由上述的制备方法制得。这种催化剂是一种层状的双金属氢氧化物，具有六边形形貌。
本发明还提供了上述这种除甲醛催化剂的应用。
一种上述制备方法制得的催化剂在去除室内空气中甲醛的应用。
本发明的这种催化剂可以应用于去除空气中低浓度的甲醛。优选的，应用中，空气中甲醛的初始浓度≤1.5mg/m3。
进一步来说，使用上述的催化剂，可以吸附室内空气的甲醛，并催化氧化甲醛转化为二氧化碳和水。处理时无需添加贵金属，在室温下进行即可。
本发明的有益效果是：
本发明制成的催化剂含丰富的表面羟基，可促进对室内甲醛的吸附和氧化，在常温常压下，无需添加贵金属，可将室内甲醛完全转化为二氧化碳和水，去除率可达90％及以上。这种催化剂具有原料来源广、合成方法简单、制作成本低等优点，易于工业化生产。
具体而言，与现有技术相比，本发明的优点如下：
1)本发明通过将含有两种过渡金属盐溶液和有机胺沉淀剂在水热釜中反应，得到具有六边形形貌的LDHs甲醛催化剂，LDHs层板上具有丰富的表面羟基，有利于甲醛的吸附和氧化。此外，过渡金属之间发生的氧化还原循环反应加速了空气氧的吸收和转移，为甲醛氧化提供了更多的活性位点。
2)本发明制备的催化剂活性较高，无需添加贵金属，在室温下对甲醛的净化效果便已十分显著，大大降低了催化剂的生产成本。
附图说明
图1是实施例1除甲醛催化剂NiCo-LDHs的XRD图；
图2是实施例1除甲醛催化剂NiCo-LDHs的SEM图；
图3是实施例1除甲醛催化剂NiCo-LDHs的XPS图。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。实施例和对比例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到。除非特别说明，试验或测试方法均为本领域的常规方法。
实施例1
一种NiCo-LDHs催化剂，制备的具体步骤如下：
将1mmol硝酸镍和2mmol硝酸钴用40mL的去离子水溶解，得到前驱体溶液；配制含24mmol油胺的20mL乙醇溶液，滴加到前驱体溶液中，沉淀剂滴加完毕后采用磁力搅拌器以600r/min搅拌0.5h；将搅拌完毕的溶液转入聚四氟乙烯高压釜内密封，进行水热反应，调整反应温度180℃，充分反应12h。反应结束后，降至室温，将产物依次用无水乙醇和去离子水洗涤3次，过滤，在90℃下干燥12h，得到NiCo-LDHs催化剂。
附图1是实施例1除甲醛催化剂NiCo-LDHs的XRD图。从图1可以看出，本例制得的NiCo-LDHs催化剂是由β-Ni(OH)2和β-Co(OH)2形成的固溶体。
附图2是实施例1除甲醛催化剂NiCo-LDHs的SEM图。从图2可以看出，本例制得的NiCo-LDHs催化剂为层状结构，具有六边形的特殊形貌。
附图3是实施例1除甲醛催化剂NiCo-LDHs的XPS图。从图3可以看出，本例制得的NiCo-LDHs催化剂中存在羟基基团。
实施例2
一种NiFe-LDHs催化剂，制备的具体步骤如下：
将1.5mmol醋酸镍和1.5mmol醋酸铁用40mL的去离子水溶解，得到前驱体溶液；配制含15mmol油胺的20mL乙醇溶液，滴加到前驱体溶液中，沉淀剂滴加完毕后采用磁力搅拌器以500r/min搅拌1h；将搅拌完毕的溶液转入聚四氟乙烯高压釜内密封，进行水热反应，调整反应温度160℃，充分反应14h。反应结束后，降至室温，将产物依次用无水乙醇和去离子水洗涤3次，过滤，在110℃下干燥8h，得到NiFe-LDHs催化剂。
实施例3
一种CoMn-LDHs催化剂，制备的具体步骤如下：
将2mmol硫酸钴和1mmol硫酸锰用40mL的去离子水溶解，得到前驱体溶液；配制含12mmol油胺的20mL乙醇溶液，滴加到前驱体溶液中，沉淀剂滴加完毕后采用磁力搅拌器以300r/min搅拌2h；将搅拌完毕的溶液转入聚四氟乙烯高压釜内密封，进行水热反应，调整反应温度120℃，充分反应18h。反应结束后，降至室温，将产物依次用无水乙醇和去离子水洗涤3次，过滤，在100℃下干燥10h，得到CoMn-LDHs催化剂。
实施例4
一种NiMo-LDHs催化剂，制备的具体步骤如下：
将1mmol硝酸镍和2mmol硝酸钼用40mL的去离子水溶解，得到前驱体溶液；配制含6mmol尿素的20mL去离子水溶液，滴加到前驱体溶液中，沉淀剂滴加完毕后采用磁力搅拌器以600r/min搅拌0.5h；将搅拌完毕的溶液转入聚四氟乙烯高压釜内密封，进行水热反应，调整反应温度180℃，充分反应10h。反应结束后，降至室温，将产物依次用无水乙醇和去离子水洗涤3次，过滤，在80℃下干燥12h，得到NiMo-LDHs催化剂。
实施例5
一种CoMo-LDHs催化剂，制备的具体步骤如下：
将1mmol氯化钴和2mmol钼酸铵用40mL的去离子水溶解，得到前驱体溶液；配制含6mmol六次甲基四胺的20mL乙二醇溶液，滴加到前驱体溶液中，沉淀剂滴加完毕后采用磁力搅拌器以600r/min搅拌0.5h；将搅拌完毕的溶液转入聚四氟乙烯高压釜内密封，进行水热反应，调整反应温度180℃，充分反应12h。反应结束后，降至室温，将产物依次用无水乙醇和去离子水洗涤3次，过滤，在90℃下干燥12h，得到CoMo-LDHs催化剂。
实施例6
一种NiAl-LDHs催化剂，制备的具体步骤如下：
将1mmol硝酸镍和2mmol硝酸铝用40mL的去离子水溶解，得到前驱体溶液；配制含6mmol氨水的20mL去离子水溶液，滴加到前驱体溶液中，沉淀剂滴加完毕后采用磁力搅拌器以600r/min搅拌0.5h；将搅拌完毕的溶液转入聚四氟乙烯高压釜内密封，进行水热反应，调整反应温度180℃，充分反应12h。反应结束后，降至室温，将产物依次用无水乙醇和去离子水洗涤3次，过滤，在90℃下干燥12h，得到NiMn-LDHs催化剂。
实施例7
一种CoFe-LDHs催化剂，制备的具体步骤如下：
将1mmol硝酸钴和2mmol硝酸铁用40mL的去离子水溶解，得到前驱体溶液；配制含6mmol二乙胺的20mL乙醇溶液，滴加到前驱体溶液中，沉淀剂滴加完毕后采用磁力搅拌器以600r/min搅拌0.5h；将搅拌完毕的溶液转入聚四氟乙烯高压釜内密封，进行水热反应，调整反应温度180℃，充分反应12h。反应结束后，降至室温，将产物依次用无水乙醇和去离子水洗涤3次，过滤，在90℃下干燥12h，得到CoFe-LDHs催化剂。
对比例1
一种Ni-LDHs催化剂，制备的具体步骤如下：
将3mmol硝酸镍用40mL的去离子水溶解，得到前驱体溶液；配制含12mmol油胺的20mL乙醇溶液，滴加到前驱体溶液中，沉淀剂滴加完毕后采用磁力搅拌器以600r/min搅拌0.5h；将搅拌完毕的溶液转入聚四氟乙烯高压釜内密封，进行水热反应，调整反应温度180℃，充分反应12h。反应结束后，降至室温，将产物依次用无水乙醇和去离子水洗涤3次，过滤，在90℃下干燥12h，得到Ni-LDHs催化剂。
对比例2
一种Co-LDHs催化剂，制备的具体步骤如下：
将3mmol硝酸钴用40mL的去离子水溶解，得到前驱体溶液；配制含12mmol油胺的20mL乙醇溶液，滴加到前驱体溶液中，沉淀剂滴加完毕后采用磁力搅拌器以600r/min搅拌0.5h；将搅拌完毕的溶液转入聚四氟乙烯高压釜内密封，进行水热反应，调整反应温度180℃，充分反应12h。反应结束后，降至室温，将产物依次用无水乙醇和去离子水洗涤3次，过滤，在90℃下干燥12h，得到Co-LDHs催化剂。
对比例3
一种NiCo2O4催化剂，制备的具体步骤如下：
将1mmol硝酸镍和2mmol硝酸钴用40mL的去离子水溶解，得到前驱体溶液；配制含24mmol油胺的20mL乙醇溶液，滴加到前驱体溶液中，沉淀剂滴加完毕后采用磁力搅拌器以600r/min搅拌0.5h；将搅拌完毕的溶液转入聚四氟乙烯高压釜内密封，进行水热反应，调整反应温度180℃，充分反应12h。反应结束后，降至室温，将产物依次用无水乙醇和去离子水洗涤3次，过滤，在90℃下干燥12h。然后将烘干的样品装入坩埚，放入马弗炉中在200℃煅烧5h，得到NiCo2O4催化剂。
甲醛催化氧化试验
为了考察本发明制备的催化剂催化氧化甲醛的效果，将实施例1～7中制备的催化剂和对比例1～3制备的催化剂各0.1g装入连续流动的固定床反应器中，采用鼓泡法，在室温下利用空气将甲醛水溶液中的甲醛鼓入装有催化剂的反应器中，甲醛初始浓度为0.8mg/m3，空速为60000mL·g-1·h-1。采用酚试剂分光光度法测量甲醛在630nm处的紫外吸光度，然后换算相应的甲醛进出口浓度，计算出对应的甲醛转化率。试验结果见表1。
表1除甲醛试验结果
Figure BDA0002309105710000071
从表1的试验结果可知，采用本发明制备的双金属氢氧化物催化剂催化活性高，在室温下对甲醛的去除率可达90％及以上。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种除甲醛催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将两种过渡金属盐溶于水中，配成前驱体溶液；
2)将有机胺溶液加入到前驱体溶液中，混合搅拌，得到混合液；
3)将混合液进行水热反应，得到双金属氢氧化物催化剂；
所述步骤1)中，两种过渡金属盐为镍、钴、铁、钼、锰、镁、铝中任意两种的金属盐。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，两种过渡金属盐之间的摩尔比为1：(0.5～2)。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，前驱体溶液的过渡金属盐总浓度为0.05mol/L～0.1mol/L。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，前驱体溶液的过渡金属盐与有机胺的摩尔比为1：(1.5～12)。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，有机胺溶液的有机胺浓度为0.2mol/L～1.5mol/L。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2)的有机胺溶液中，有机胺选自尿素、氨水、二乙胺、油胺、十六烷基胺、己胺、六次甲基四胺中的至少一种；溶剂选自水、甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，水热反应的温度为120℃～180℃，水热反应的时间为10h～18h。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，水热反应后还包括将产物洗涤，过滤，干燥的步骤。
9.一种除甲醛的催化剂，其特征在于：是由权利要求1～8任一项所述的制备方法制得。
10.一种权利要求1～8任一项所述制备方法制得的催化剂在去除室内空气中甲醛的应用。
CN201911251250.1A 2019-12-09 2019-12-09 一种除甲醛的催化剂及其制备方法和应用 Active CN111097422B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911251250.1A CN111097422B (zh) 2019-12-09 2019-12-09 一种除甲醛的催化剂及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911251250.1A CN111097422B (zh) 2019-12-09 2019-12-09 一种除甲醛的催化剂及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111097422A true CN111097422A (zh) 2020-05-05
CN111097422B CN111097422B (zh) 2022-10-21

Family

ID=70422405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911251250.1A Active CN111097422B (zh) 2019-12-09 2019-12-09 一种除甲醛的催化剂及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111097422B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111825198A (zh) * 2020-05-12 2020-10-27 上海麦越环境技术有限公司 一种高效催化降解酚类物质的方法以及设备
CN113000052A (zh) * 2021-02-19 2021-06-22 厦门大学 一种湿式氧化催化剂及其制备方法和应用
CN114573034A (zh) * 2021-12-31 2022-06-03 武汉工程大学 一种利用拜耳赤泥制备层状铁铝双金属氢氧化物的方法
CN115487826A (zh) * 2022-09-26 2022-12-20 江苏中江材料技术研究院有限公司 银掺杂锰钴水滑石催化剂及其制备方法与降解甲醛的方法
CN115739113A (zh) * 2022-11-23 2023-03-07 大气(广东)科技发展有限公司 一种室温催化甲醛的催化剂及其制备方法
CN116637628A (zh) * 2023-04-20 2023-08-25 昆明珑道环保有限公司 一种空气净化剂、制备方法及其应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006181537A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Tomita Pharmaceutical Co Ltd ホルムアルデヒドガス処理剤及びホルムアルデヒドガス処理方法
CN102908984A (zh) * 2012-11-07 2013-02-06 武汉理工大学 分等级多孔金属氢氧化物-SiO2复合甲醛吸附剂及其制备方法
CN105489389A (zh) * 2016-01-21 2016-04-13 浙江农林大学 碳/镍钴层状双氢氧化物复合材料及其制备方法与应用
CN109119639A (zh) * 2018-08-02 2019-01-01 北京师范大学 一种镍钴层状双金属氢氧化物/碳纸复合材料、其制备方法和应用
CN110479307A (zh) * 2019-09-24 2019-11-22 浙江农林大学 一种高效耐久除甲醛的木材基复合材料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006181537A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Tomita Pharmaceutical Co Ltd ホルムアルデヒドガス処理剤及びホルムアルデヒドガス処理方法
CN102908984A (zh) * 2012-11-07 2013-02-06 武汉理工大学 分等级多孔金属氢氧化物-SiO2复合甲醛吸附剂及其制备方法
CN105489389A (zh) * 2016-01-21 2016-04-13 浙江农林大学 碳/镍钴层状双氢氧化物复合材料及其制备方法与应用
CN109119639A (zh) * 2018-08-02 2019-01-01 北京师范大学 一种镍钴层状双金属氢氧化物/碳纸复合材料、其制备方法和应用
CN110479307A (zh) * 2019-09-24 2019-11-22 浙江农林大学 一种高效耐久除甲醛的木材基复合材料及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JING CHUAN ET AL.: ""Phase and morphology evolution of CoAl LDH nanosheets towards advanced supercapacitor applications"", 《CRYSTENGCOMM》 *
LIN MENGYA ET AL.，: ""Exploration of the active phase of the hydrotalcite-derived cobalt catalyst for HCHO oxidation"", 《CHINESE JOURNAL OF CATALYSIS》 *
YAN ZHAOXIONG ET AL.，: ""Hierarchical Ni-Al hydrotalcite supported Pt catalyst for efficient catalytic oxidation of formaldehyde at room temperature"", 《CHINESE JOURNAL OF CATALYSIS》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111825198A (zh) * 2020-05-12 2020-10-27 上海麦越环境技术有限公司 一种高效催化降解酚类物质的方法以及设备
CN113000052A (zh) * 2021-02-19 2021-06-22 厦门大学 一种湿式氧化催化剂及其制备方法和应用
CN114573034A (zh) * 2021-12-31 2022-06-03 武汉工程大学 一种利用拜耳赤泥制备层状铁铝双金属氢氧化物的方法
CN114573034B (zh) * 2021-12-31 2024-03-22 武汉工程大学 一种利用拜耳赤泥制备层状铁铝双金属氢氧化物的方法
CN115487826A (zh) * 2022-09-26 2022-12-20 江苏中江材料技术研究院有限公司 银掺杂锰钴水滑石催化剂及其制备方法与降解甲醛的方法
CN115739113A (zh) * 2022-11-23 2023-03-07 大气(广东)科技发展有限公司 一种室温催化甲醛的催化剂及其制备方法
CN116637628A (zh) * 2023-04-20 2023-08-25 昆明珑道环保有限公司 一种空气净化剂、制备方法及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN111097422B (zh) 2022-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111097422B (zh) 一种除甲醛的催化剂及其制备方法和应用
CN111229212B (zh) 一种co-scr脱硝催化剂及制备方法与应用
CN110743581B (zh) 氢化TiO2脱硝催化剂及其制备方法和应用
CN107362807B (zh) 一种Mn/Co基低温SCO催化剂及其制备方法
CN110732323B (zh) 催化挥发性有机化合物氧化的α-MnO2催化剂的制备方法
CN110681382B (zh) 一种催化氧化甲苯的mof-钴基金属氧化物催化剂及其制备方法
CN101966451A (zh) 一种选择性催化氧化氨的纳米铈锆固溶体基催化剂的制备方法及应用
CN113181902B (zh) 富含金属缺陷的四氧化三锰催化剂的制备方法及其应用
CN114272950A (zh) 一种ch4、co2重整制备合成气催化剂及其制备方法与应用
CN109364989A (zh) 一种改性Cu-SSZ-13催化剂及其制备方法和用途
CN111974401A (zh) 一种甲烷水蒸气重整制氢催化剂及其制备方法和应用
CN108479788A (zh) 一种非贵金属负载型催化剂及其制备方法和用途
CN109794251A (zh) 一种络合剂改性锌镍铝铈类水滑石前驱体制备羰基硫水解催化剂的方法
CN104190435A (zh) 一种用于甲苯催化氧化的锰-钴纳米晶催化剂、制备方法及其应用
CN110743562B (zh) 一种催化甲苯燃烧Ni-α-MnO2催化剂的合成方法
CN112337460A (zh) 一种络合酸液制备Mn基尖晶石低温脱硝催化剂的方法
CN115999543B (zh) 一种多壳层结构co-scr脱硝催化剂及其制备方法
CN106362744A (zh) 一种以镁铝水滑石为载体的脱硫脱硝催化剂及其制备方法和应用
CN114849789B (zh) Mil-125负载1t相硫化钼复合光催化剂的制备方法及其应用
CN110697768A (zh) 一种介孔TiO2材料和催化剂及其制备方法以及一种脱硝方法
CN115007139A (zh) 富含氧空位的锰基VOCs催化燃烧催化剂及其制备方法
CN115069261A (zh) 一种具有核壳结构的铬酸钴、制备方法及其应用
CN114789049A (zh) 氧化铈复合钛酸锌的光催化剂的制备方法和应用
CN118719076B (zh) Fe2O3-In2O3/SnxZr1-xO2复合载氧体及其制备方法与应用
CN112439406A (zh) 一种催化氧化no的催化剂及其制备方法与应用

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 510665 Guangzhou, Guangdong, Tianhe District Province Road West, No. 318

Patentee after: Institute of chemical engineering, Guangdong Academy of Sciences

Address before: 510665 Guangzhou, Guangdong, Tianhe District, Tangxia, 318 West Po Road

Patentee before: GUANGDONG RESEARCH INSTITITUTE OF PETROCHEMICAL AND FINE CHEMICAL ENGINEERING