一种室温去除甲醛的钴氮碳非贵金属催化剂及其制备方法

1.5h，得到催化 剂前驱体；
15.2)煅烧
16.将步骤1)制备的催化剂前驱体在氮气气氛下煅烧热解，得到钴氮碳非贵金属催化剂。
17.进一步的，上述的一种室温去除甲醛的钴氮碳非贵金属催化剂的制备方法，步骤1)中 所述的真空蒸干操作步骤具体为：将装有溶液的三角烧杯放到恒温水浴锅中，保持水温50℃， 采用t型三通接头连接真空循环泵，在搅拌状态下蒸干无水乙醇，而后真空干燥得到固态粉 末；将剩余固态物质倒入玛瑙研钵中充分研磨，制得催化剂前驱体。
18.进一步的，上述的一种室温去除甲醛的钴氮碳非贵金属催化剂的制备方法，步骤2)中 煅烧热解条件在氮气保护下，管式炉升温速度5
°
/min，煅烧温度300-900℃，煅烧时间1h， 氮气流量20ml/min。
19.与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下技术优点：
20.1、本发明提供的室温去除甲醛的钴氮碳非贵金属催化剂采用乙酸钴、含氮配体和碳载体 为原材料制备催化剂具有以下优势：乙酸钴作为过渡金属盐，成本低廉、易获取；制备工艺 简单，conc前驱体制备过程步骤少、耗时短、易操作；制备条件温和，制备过程易于控制；
21.2、本发明提供的室温去除甲醛的钴氮碳非贵金属催化剂改变其表面性能，表面形成多的 堆积孔和裂隙孔，促使比表面积提高，强化了催化剂对空气中甲醛的吸附能力；但并没有影 响催化剂的内部固有结构；
22.3、本发明提供的室温去除甲醛的钴氮碳非贵金属催化剂具有良好的催化净化能力，克服 了传统的过渡金属氧化物对甲醛催化氧化所需的苛刻条件，如很高的催化温度等，本发明的 非贵金属催化剂具有制备简单、经济环保、室温下催化效率高达95％、使用寿命长达1000h 等特点。
附图说明
23.图1是实施例2至5提供的钴氮碳非贵金属催化剂的xrd图；
24.图2是实施例2至5提供的钴氮碳非贵金属催化剂的ftir图；
25.图3是实施例2至5提供的钴氮碳非贵金属催化剂的氮吸附-解吸等温线；
26.图4是实施例2至5提供的钴氮碳非贵金属催化剂的孔径分布图。
具体实施方式
27.下面结合一些具体实施方式对本发明涉及的用于室温去除甲醛的钴氮碳/碳载体催化剂 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。
28.实施例1
29.1)称取2.30g乙酸钴、4.60g菲罗啉和6.90g炭黑，将称取乙酸钴和菲罗啉依次加入100ml 无水乙醇中，置于恒温磁力搅拌仪器中搅拌0.5h直至充分溶解，得到原料溶液；随后在溶液 中引入称取好的炭黑，加热并充分搅拌0.12h，将该溶液移至三角烧杯中并放到恒温水浴锅 中，保持水温50℃，采用t型三通接头连接真空循环泵，在搅拌状态下0.5h蒸干无
水乙醇， 而后在-0.1mpa、60℃真空条件下经过12h干燥得到固态粉末；将剩余固态物质倒入玛瑙研钵 中充分研磨，制得催化剂前驱体；
30.2)将步骤1)制备的催化剂前驱体在流量为20ml/min的氮气气氛下煅烧热解，升温速 度5
°
/min，温度700℃，煅烧1h得到钴氮碳非贵金属催化剂。
31.实施例2
32.1)称取1.84g乙酸钴、5.52g邻苯二胺和6.44g活性炭，将称取乙酸钴和含氮配体依次 加入100ml无水乙醇中，置于恒温磁力搅拌仪器中搅拌1h直至充分溶解，得到原料溶液；随 后在溶液中引入称取好的活性炭，加热并充分搅拌0.15h，将该溶液移至三角烧杯中并放到 恒温水浴锅中，保持水温50℃，采用t型三通接头连接真空循环泵，在搅拌状态下1.2h蒸 干无水乙醇，而后在-0.1mpa、60℃真空条件下经过12h干燥得到固态粉末；将剩余固态物质 倒入玛瑙研钵中充分研磨，制得催化剂前驱体；
33.2)将步骤1)制备的催化剂前驱体在流量为20ml/min的氮气气氛下煅烧热解，升温速 度5
°
/min，温度500℃，煅烧1h得到钴氮碳非贵金属催化剂。
34.实施例3
35.1)称取1.84g乙酸钴、7.36g邻苯二胺和4.60g活性炭，将称取乙酸钴和含氮配体依次 加入100ml无水乙醇中，置于恒温磁力搅拌仪器中搅拌0.2h直至充分溶解，得到原料溶液； 随后在溶液中引入称取好的活性炭，加热并充分搅拌0.05h，将该溶液移至三角烧杯中并放 到恒温水浴锅中，保持水温50℃，采用t型三通接头连接真空循环泵，在搅拌状态下1.5h 蒸干无水乙醇，而后在-0.1mpa、60℃真空条件下经过12h干燥得到固态粉末；将剩余固态物 质倒入玛瑙研钵中充分研磨，制得催化剂前驱体；
36.2)将步骤1)制备的催化剂前驱体在流量为20ml/min的氮气气氛下煅烧热解，升温速 度5
°
/min，温度300℃，煅烧1h得到钴氮碳非贵金属催化剂。
37.实施例4
38.1)称取2.51g乙酸钴、5.02g邻苯二胺和6.27g活性炭，将称取乙酸钴和含氮配体依次 加入100ml无水乙醇中，置于恒温磁力搅拌仪器中搅拌0.6h直至充分溶解，得到原料溶液； 随后在溶液中引入称取好的活性炭，加热并充分搅拌0.1h，将该溶液移至三角烧杯中并放到 恒温水浴锅中，保持水温50℃，采用t型三通接头连接真空循环泵，在搅拌状态下0.8h蒸 干无水乙醇，而后在-0.1mpa、60℃真空条件下经过12h干燥得到固态粉末；将剩余固态物质 倒入玛瑙研钵中充分研磨，制得催化剂前驱体；
39.2)将步骤1)制备的催化剂前驱体在流量为20ml/min的氮气气氛下煅烧热解，升温速 度5
°
/min，温度700℃，煅烧1h得到钴氮碳非贵金属催化剂。
40.实施例5钴氮碳非贵金属催化剂的制备
41.1)称取2.30g乙酸钴、5.75g邻苯二胺和5.75g活性炭，将称取乙酸钴和含氮配体依次 加入100ml无水乙醇中，置于恒温磁力搅拌仪器中搅拌0.8h直至充分溶解，得到原料溶液； 随后在溶液中引入称取好的活性炭，加热并充分搅拌0.1h，将该溶液移至三角烧杯中并放到 恒温水浴锅中，保持水温50℃，采用t型三通接头连接真空循环泵，在搅拌状态下1.2h蒸 干无水乙醇，而后在-0.1mpa、60℃真空条件下经过12h干燥得到固态粉末；将剩余固态物质 倒入玛瑙研钵中充分研磨，制得催化剂前驱体；
42.2)将步骤1)制备的催化剂前驱体在流量为20ml/min的氮气气氛下煅烧热解，升温
速 度5
°
/min，温度900℃，煅烧1h得到钴氮碳非贵金属催化剂。。
43.为了证明本技术提供的技术方案，下面给出本技术提供的钴氮碳非贵金属催化剂活性评 价实验及其数据。
44.分别取100mg上述实施例1-5所制备的催化剂，放置于微型固定床反应器中进行实验， 实验条件如下：室温(20℃)，氧气20％，氮气80％，甲醛气体用鼓泡，由氮气吹入反应体系， 控制反应器进口甲醛浓度为50ppm，反应空速(ghsv)为，60000ml/(g
·
h)sv。各催化样品经过 12h稳定催化后活性如下：
45.表1钴碳非贵金属催化剂的bet比表面积
[0046][0047]
表2钴碳非贵金属催化剂的活性评价结果。
[0048]
样品室温甲醛转化率(％)实施例1样品36.5实施例2样品71.6实施例3样品67.8实施例4样品94.6实施例5样品93.3