用于甲醛降解的高活性改性二氧化钛催化剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及甲醛降解催化剂技术领域，特别涉及一种用于甲醛降解的高活性改性二氧化钛催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

甲醛是室内环境中常见的的有机污染物，被世界卫生组织列为一类致癌物，其对人体呼吸系统、中枢神经系统、肝脏、肾脏甚至生殖发育健康都有不良影响，因此对甲醛的有效降解引起了研究者的广泛关注。

目前甲醛的降解方式主要有物理吸附和化学降解两种。物理吸附成本较低，方法简便，但物理吸附是一个可逆过程，并没有将甲醛进一步分解，且吸附剂的吸附容量有限，吸附达到饱和后还需要脱附处理。化学降解则主要采用TiO

然而，由于TiO

发明内容

本发明提供了一种用于甲醛降解的高活性改性二氧化钛催化剂及其制备方法与应用，本发明通过原位生长法在TiO

为了达到上述目的，本发明提供了一种用甲醛降解的高活性改性二氧化钛催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：将TiO

S2：将Cu前驱体溶液与Ag前驱体溶液混合后加入到S1的TiO

优选地，所述S1中，加热至180～220℃。

优选地，所述TiO

优选地，所述Cu前驱体溶液用Cu(NO

优选地，所述Ag前驱体溶液用AgNO

优选地，所述S2中，TiO

本发明还提供了一种由上述方法制备而成的用于甲醛降解的高活性改性二氧化钛催化剂，所述催化剂由TiO

优选地，所述催化剂中，TiO

优选地，所述催化剂中，Cu与Ag的负载摩尔比为0.75～1.25:0.75～1.25。

本发明还提供了上述催化剂的应用，将其用于光催化甲醛降解反应。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

1.本发明利用原位生长法在TiO

2.本发明将Cu纳米颗粒和Ag纳米颗粒负载于TiO

3.本发明的催化剂用于常温常压下光催化甲醛降解，催化剂成本低，活性高，性质稳定。

附图说明

图1为本发明实施例1中的CuAg/TiO

图2为本发明实施例1中的CuAg/TiO

图3为本发明实施例1中的CuAg/TiO

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

实施例1

(1)分别取Cu(NO

(2)在三口烧瓶中加入三乙二醇，并向其中加入TiO

(3)在可密封玻璃反应器中喷洒约10mL改性二氧化钛催化剂溶液，静置待其凝固在反应器底部后向反应器中加入甲醛溶液并密闭反应器，待甲醛溶液自然挥发后再避光静置一段时间。

(4)将反应器置于光源下打光反应，每隔一段时间测量其降解率。

实施例2

(1)取一定量Cu(NO

(2)在三口烧瓶中加入三乙二醇，然后向其中加入TiO

(3)在可密封玻璃反应器中喷洒约10mL Cu/TiO

(4)将反应器置于光源下打光反应，每隔一段时间测量其降解率。

实施例3

(1)取一定量AgNO

(2)在三口烧瓶中加入三乙二醇，向其中加入TiO

(3)在可密封玻璃反应器中喷洒约10mL Ag/TiO

(4)将反应器置于光源下打光反应，每隔一段时间测量其降解率。

对比例1

(1)取1g TiO

(2)在可密封玻璃反应器中喷洒约10mL TiO

(3)将反应器置于光源下打光反应，每隔一段时间测量其降解率。

实施例1～3和对比例1的测试结果见图1～3。

由于Cu纳米颗粒和Ag纳米颗粒的LSPR效应，Cu/TiO

对比例2

(1)分别取Cu(NO

(2)在三口烧瓶中加入三乙二醇，并向其中加入TiO

(3)在可密封玻璃反应器中喷洒约10mL改性二氧化钛催化剂溶液，静置待其凝固在反应器底部后向反应器中加入甲醛溶液并密闭反应器，待甲醛溶液自然挥发后再避光静置一段时间。

(4)将反应器置于光源下打光反应，每隔一段时间测量其降解率。

对比例3

(1)分别取Cu(NO

(2)在三口烧瓶中加入三乙二醇，并向其中加入TiO

(3)在可密封玻璃反应器中喷洒约10mL改性二氧化钛催化剂溶液，静置待其凝固在反应器底部后向反应器中加入甲醛溶液并密闭反应器，待甲醛溶液自然挥发后再避光静置一段时间。

(4)将反应器置于光源下打光反应，每隔一段时间测量其降解率。

对比例4

(1)分别取Cu(NO

(2)在三口烧瓶中加入三乙二醇，并向其中加入TiO

(3)在可密封玻璃反应器中喷洒约10mL改性二氧化钛催化剂溶液，静置待其凝固在反应器底部后向反应器中加入甲醛溶液并密闭反应器，待甲醛溶液自然挥发后再避光静置一段时间。

(4)将反应器置于光源下打光反应，每隔一段时间测量其降解率。

对比例2～4的测试结果见表1。

表1实施例1和对比例2～4的测试结果

根据表1可以看出，当Cu与Ag的摩尔比为1:1时，在全光谱和可见光下其甲醛的降解效率都是最高的，这是由于当Ag的负载量过少时，其在400nm左右的LSPR效应较弱；反之当Cu的负载量过少时，其在>500nm的区域的LSPR效应较弱，这两种情况都会限制材料的吸光能力。而当负载的Cu与Ag的摩尔比为1:1时，Cu纳米颗粒和Ag纳米颗粒的LSPR耦合效应能达到更好的效果，故而其对可见光的吸收能力最强，对甲醛的降解效率也最高。此外，负载时的反应温度也对材料的性能有较大影响，反应温度较低可能会造成Cu纳米颗粒和Ag纳米颗粒负载的困难，从而影响材料的甲醛降解能力。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。