一种提高甲醛催化剂催化效率的方法及其甲醛催化剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及过渡金属氧化物催化剂的技术领域，更具体的，涉及一种提高甲醛催 化剂催化效率的方法及其甲醛催化剂。
【背景技术】
[0002] 随着经济的发展，人们的生活水平不断提高，对物质生活的要求也不断提升。各种 装饰精美的木质地板、家具、纺织品等已成为布置家园的必修品，然而这些看似精美的东西 却含有大量的VOCs，严重危害到了我们的身心健康，而甲醛作为最主要的VOCs之一，已经 引起了大量科学家的注意！甲醛对眼睛、呼吸道及皮肤有强烈刺激性。接触甲醛蒸气引起 结膜炎、角膜炎、鼻炎、支气管炎等。长期接触低浓度甲醛可有轻度眼及上呼吸道刺激症状、 皮肤干燥、皲裂。据报道，高浓度甲醛还是一种基因毒性物质，实验动物在实验室高浓度吸 入甲醛的情况下，可引起鼻咽肿瘤。
[0003] 因此，各种消除甲醛的方法应运而生。常见的有物理吸附法、化学反应法、植物法、 等离子体法、光催化法、热催化法，然而这些方法都有各自的缺陷。物理吸附法可短时间内 达到满意效果但难以循环利用，需定时更换；化学反应法成本高、一次性产品；植物法有一 定效果，但只能起到辅助作用；等离子体法成本高；光催化法需要光照，性能好的产品含贵 金属成本高。而最有前景的热催化法也有和光催化剂一样的缺陷(掺杂贵金属)，而不含贵 金属的催化剂在低温下性能低下。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题在于克服现有甲醛催化剂的不足，提供一种提高甲醛催 化剂催化效率的方法，所述方法能有效提高甲醛催化剂的催化效率，催化条件温和。
[0005] 本发明的另一目的在于提供一种上述方法制备的甲醛催化剂。
[0006] -种提高甲醛催化剂催化效率的方法，将纳米状过渡金属氧化物放入硼氢化钠溶 液中，搅拌、洗涤、真空条件下干燥；所述过渡金属氧化物选自三氧化二铁、氧化镍、氧化铜、 四氧化三钴、氧化钨、氧化铈、氧化锡中的一种或几种。
[0007] 本发明创造性的采用硼氢化钠还原过渡金属氧化物，增加过渡金属氧化物表面氧 缺陷，从而从本质上提高其催化甲醛分解的性能。所述纳米状过渡金属氧化物的结构为纳 米线状、纳米片状、纳米花状，优选地，纳米状过渡金属氧化物的结构为纳米线状。
[0008] 优选地，所述提高甲醛催化剂催化效率的方法，包括以下步骤： 51. 将可溶性过渡金属盐与表面活性剂溶于乙醇水溶液中，然后在70~140°C下反应 5~12h后得到粉末，将粉末洗涤、干燥后，再经煅烧得到纳米状过渡金属氧化物； 52. 将Sl制得的纳米状过渡金属氧化物放入硼氢化钠溶液中，搅拌、洗涤、真空条件 下干燥。
[0009] 优选地，可溶性过渡金属盐与表面活性剂的物质的量的比值为1 :2~5。进一步 优选地，所述可溶性过渡金属盐与表面活性剂的物质的量的比值为1 :4。所述表面活性剂 选自尿素、六亚甲基四胺、十六烷基三甲基溴化铵。
[0010] 优选地，所述煅烧的工艺条件为惰性气体氛围中于150~400°C下煅烧1~4小 时。所述惰性气体为氮气、氦气、氩气等。
[0011] 优选地，所述硼氢化钠溶液的浓度为〇. 5~2mol/L。
[0012] 优选地，S2中所述搅拌的条件为在室温下搅拌0. 5~3h。
[0013] 优选地，由体积比为1:1的乙醇和水制得所述乙醇水溶液。
[0014] 优选地，所述可溶性过渡金属盐为硝酸盐、氯化盐、乙酸盐中的一种或几种。
[0015] -种根据上述提高甲醛催化剂催化效率的方法制备得到的甲醛催化剂。
[0016] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： 本发明采用硼氢化钠还原过渡金属氧化物，增加过渡金属氧化物表面氧缺陷，从而从 本质上提高其催化甲醛分解的性能。
[0017] 本发明采用表面活性剂，是为了使纳米状颗粒团聚在一起，形成具有更多孔洞、更 大比表面积颗粒，增大了甲醛吸附能力。
[0018] 本发明所述方法制备的甲醛催化剂可在低温下有效催化降解甲醛为无毒的二氧 化碳和水，例如在70°C时催化效率达90%以上，远高于没修饰过的相同金属氧化物催化剂， 从本质上提高催化剂性能。
[0019] 本发明所述甲醛催化剂的成本低、寿命长、稳定性好，也能很好地附着在各种载体 上，扩大适用范围。
【附图说明】
[0020] 图1中a、c为实施例3中制备的高比表面积纳米线状Co3O4, b、d为用硼氢化钠还 原后的C〇304。
[0021] 图2为实施例3、9、10中改变硼氢化钠溶液浓度改性催化剂得到的催化性能图。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合一些【具体实施方式】对本发明涉及的甲醛催化剂及其制备方法做进一步 描述。具体实施例为进一步详细说明本发明，非限定本发明的保护范围。除非特别说明，本 发明实施例采用的方法和原料均为本领域常规选择。
[0023] 实施例1 一种甲醛催化剂由以下步骤制备得到： 1.高比表面积纳米线状Co3O4的制备 将Imol硝酸钴和2mol尿素溶于体积比1:1的SOmL乙醇水溶液中，完全溶解后，将溶 液装入高压反应釜中，放入烘箱，在70°C下反应12h，当反应完成并自然冷却至室温后，将 粉末取出并分别用蒸馏水和乙醇冲洗多次，然后烘干，最后在氮气氛围中于150°C下煅烧4 小时，得纳米线状C〇304。
[0024] 2.硼氢化钠还原Co3O4 将一定量的纳米线状Co3O4和0. 5mol/L硼氢化钠溶液放入烧杯，于室温下搅拌3小时， 然后将粉末取出，分别用乙醇和水冲洗多次，最后在真空条件下烘干12h，得所述甲醛催化 剂。
[0025] 实施例2 一种甲醛催化剂由以下步骤制备得到： 1.高比表面积纳米线状Co3O4制备方法 将Imol氯化钴和3mol尿素溶于体积比1:1的80ml乙醇水溶液中，完全溶解后，将溶 液装入高压反应釜中，放入烘箱，在90°C下反应8h，当反应完成并自然冷却至室温后，将粉 末取出并分别用蒸馏水和乙醇冲洗多次，然后烘干，最后在氦气氛围中于250°C下煅烧2小 时，得纳米线状C〇304。
[0026] 2.硼氢化钠还原Co3O4 将一定量的纳米线状Co3O4和lmol/L硼氢化钠溶液放入烧杯，于室温下搅拌1小时，然 后将粉末取出，分别用乙醇和水冲洗多次，最后在真空条件下烘干12h，得所述甲醛催化剂。
[0027] 实施例3 一种甲醛催化剂由以下步骤制备得到： 1.高比表面积纳米线状Co3O4制备 将Imol乙酸钴和4mol六亚甲基四胺溶于体积比1:1的80ml乙醇水溶液中，完全溶解 后，将溶液装入高压反应釜中，放入烘箱，在ll〇°C下反应7h，当反应完成并自然冷却至室 温后，将粉末取出并分别用蒸馏水和乙醇冲洗多次，然后烘干，最后在氮气氛围中于350°C 下煅烧1. 5小时，得纳米线状C〇304。
[0028] 2.硼氢化钠还原Co3O4 将一定量的纳米线状Co3O4和lmol/L硼氢化钠溶液放入烧杯，于室温下搅拌1小时，然 后将粉末取出，分别用乙醇和水冲