一種降解甲醛的介孔復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種降解甲醛的介孔復(fù)合材料及其制備方法，以介孔Al?MCM?41為基體材料，通過(guò)Al摻雜使得基體介孔材料具有較高的活性和較大的比表面積，且Pt?TiO2/Al?MCM?41復(fù)合材料的比表面積高，確保復(fù)合材料較大的吸附能力。另一方面，本發(fā)明利用介孔材料的孔道限制效應(yīng)有效阻止了納米粒子的尺寸增長(zhǎng)，確保其高的反應(yīng)活性，同時(shí)利用貴金屬Pt對(duì)納米TiO2進(jìn)行表面修飾，進(jìn)一步提高了光催化劑的反應(yīng)活性。因此，本發(fā)明制備的介孔復(fù)合材料對(duì)高濃度甲醛具有高效吸附降解能力。
【專利說(shuō)明】
一種降解甲醛的介孔復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)機(jī)催化材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種降解甲醛的介孔復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)世界衛(wèi)生組織發(fā)布報(bào)告，室內(nèi)空氣污染是危害現(xiàn)代家庭健康的頭號(hào)殺手。消除室內(nèi)空氣污染，是促進(jìn)現(xiàn)代家居健康的關(guān)鍵。世界各國(guó)科學(xué)家紛紛把攻克室內(nèi)空氣污染作為研究課題。
[0003]傳統(tǒng)的室內(nèi)有害氣體如甲醛、苯系物的脫除方法一般會(huì)通過(guò)通風(fēng)透氣、擺放綠色植物、使用活性炭等方法去除，脫除的方式以物理吸附為主。使用固體活性炭脫除室內(nèi)有害氣體是利用活性炭的多孔特點(diǎn)，可以對(duì)甲醛等有害物質(zhì)具有很強(qiáng)的吸附作用。但是該類型吸附劑只是將這些氣體富集于吸附劑上，而未真正的將有害氣體進(jìn)行分解。
[0004]光觸媒是一種最優(yōu)質(zhì)的除甲醛產(chǎn)品，光觸媒在光的照射下，會(huì)產(chǎn)生類似光合作用的光催化反應(yīng)，產(chǎn)生出氧化能力極強(qiáng)的自由氫氧基和活性氧，具有很強(qiáng)的光氧化還原功能，可氧化分解各種有機(jī)化合物和部分無(wú)機(jī)物，能破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜和固化病毒的蛋白質(zhì)，可殺滅細(xì)菌和分解有機(jī)污染物，把有機(jī)污染物分解成無(wú)污染的水(H20)、二氧化碳(CO2)和其它無(wú)害物質(zhì)，因而具有極強(qiáng)的殺菌、除臭、防霉、防污自潔、凈化空氣功能。申請(qǐng)?zhí)枮?01310738713的中國(guó)專利文獻(xiàn)報(bào)道了一種一種除甲醛納米混合物及其制備方法，利用納米氧化鈦以及與其他物質(zhì)復(fù)合作為光觸媒去除甲醛，其48小時(shí)對(duì)甲醛的去除率可達(dá)85%。但是，納米T12對(duì)甲醛的光降解是接觸反應(yīng)，由于納米T12本身并不具備較大的比表面積和高的吸附活性，因此對(duì)甲醛的去除率受限于吸附到納米T12顆粒表面的甲醛量;此外，納米T12針對(duì)低濃度甲醛具有較高的活性，但對(duì)高濃度甲醛卻不能有效的降解，同時(shí)單一納米T12在光催化反應(yīng)過(guò)程中的活性也受到很大的限制。
[0005]因此，開(kāi)發(fā)出一種對(duì)高濃度甲醛具有高效降解能力的復(fù)合功能材料具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種降解甲醛的介孔復(fù)合材料及其制備方法，該介孔復(fù)合材料對(duì)高濃度甲醛具有高效吸附降解能力。
[0007]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種降解甲醛的介孔復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
[0008]將鉑源化合物溶于去離子水中，攪拌后得到第一溶液；
[0009]將Ti02/Al-MCM-41超聲分散于所述第一溶液中，攪拌，然后在80°C的水浴中繼續(xù)攪拌，得到膏狀固體；
[0010]將所述膏狀固體烘干、研磨，在300-350°C下煅燒，得到Pt-Ti02/Al-MCM-41復(fù)合材料。
[0011]優(yōu)選的，所述鉑源化合物為二氯四氨合鉑。
[0012]優(yōu)選的，所述Ti02/Al-MCM-41按照如下方法制備:
[0013]將鈦源化合物與無(wú)水乙醇混合，攪拌后得到第二溶液；
[0014]將A1-MCM-41加入所述第二溶液中，超聲分散后得到懸浮液；
[0015]向所述懸浮液中加入蒸餾水得到溶膠，繼續(xù)攪拌30min后將溶膠置于80°C的水浴中繼續(xù)攪拌得到干凝膠，冷卻后磨細(xì)，在500°C下煅燒后得到Ti02/Al-MCM-41。
[0016]優(yōu)選的，所述A1-MCM-41按照如下方法制備:
[0017]將重量比為2:1的模板劑和聚乙二醇4000溶解到去離子水中，在50°C的水浴中攪拌溶解均勻，得到第三溶液；
[0018]將硅源化合物和鋁源化合物加入所述第三溶液中，調(diào)節(jié)pH值得到溶膠液；
[0019]將所述溶膠液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜進(jìn)行水熱反應(yīng)，抽濾、洗滌、烘干后得到固體產(chǎn)物，在550 0C下煅燒，得到A1-MCM-41介孔材料。
[0020]優(yōu)選的，所述模板劑為十六烷基三甲基溴化銨。
[0021 ] 優(yōu)選的，所述硅源化合物為正硅酸乙酯，鋁源化合物為正硅酸乙酯。
[0022]優(yōu)選的，所述硅源化合物和鋁源化合物按照硅與鋁的摩爾比為20-40:1進(jìn)行投料。
[0023]優(yōu)選的，所述水熱反應(yīng)的溫度為110_120°C，水熱反應(yīng)的時(shí)間為24_36h。
[0024]優(yōu)選的，還包括:將Pt-Ti02/Al-MCM-41復(fù)合材料放入錐形瓶中，加入pH為7.0的磷酸鹽緩沖溶液和甲醛溶解酶溶液，滴加7.5 %的交聯(lián)劑溶液至體積分?jǐn)?shù)為0.75%,在恒溫水浴振蕩器中以18(^/11^11轉(zhuǎn)速在20°(:恒溫震蕩211，抽濾，利用？!1為7.0的磷酸鹽緩沖溶液洗滌，冷凍干燥后得到固定化酶催化劑。
[0025]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種降解甲醛的介孔復(fù)合材料，為Pt-Ti02/A1_MCM-41固定化酶復(fù)合材料。
[0026]本發(fā)明提供了一種降解甲醛的介孔復(fù)合材料及其制備方法，包括以下步驟:將鉑源化合物溶于去離子水中，攪拌后得到第一溶液;將Ti02/Al-MCM_41超聲分散于所述第一溶液中，攪拌，然后在80°C的水浴中繼續(xù)攪拌，得到膏狀固體;將所述膏狀固體烘干、研磨，在300-350°C下煅燒，得到Pt-Ti02/Al-MCM-41復(fù)合材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以介孔A1-MCM-41為基體材料，通過(guò)Al摻雜使得基體介孔材料具有較高的活性和較大的比表面積，且Pt-Ti 02/Al -MCM-41復(fù)合材料的比表面積高，確保復(fù)合材料較大的吸附能力。另一方面，本發(fā)明利用介孔材料的孔道限制效應(yīng)有效阻止了納米粒子的尺寸增長(zhǎng)，確保其高的反應(yīng)活性，同時(shí)利用貴金屬Pt對(duì)納米T12進(jìn)行表面修飾，進(jìn)一步提高了光催化劑的反應(yīng)活性。因此，本發(fā)明制備的介孔復(fù)合材料對(duì)高濃度甲醛具有高效吸附降解能力。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
[0028]本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種降解甲醛的介孔復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:將鉑源化合物溶于去離子水中，攪拌后得到第一溶液;將Ti02/Al-MCM_41超聲分散于所述第一溶液中，攪拌，然后在80°C的水浴中繼續(xù)攪拌，得到膏狀固體;將所述膏狀固體烘干、研磨，在300-350°C下煅燒，得到Pt-Ti02/Al-MCM-41復(fù)合材料。作為優(yōu)選方案，所述鉑源化合物為二氯四氨合鉑。得到Pt-Ti02/Al-MCM-41復(fù)合材料的步驟中，膏狀固體的烘干溫度優(yōu)選為90-130 0C，更優(yōu)選為100-120 °C，更優(yōu)選為110 °C ;烘干時(shí)間優(yōu)選為3_10h，更優(yōu)選為4_8h，更優(yōu)選為5h;煅燒溫度優(yōu)選為310-340°C，更優(yōu)選為320°C ;煅燒時(shí)間優(yōu)選為l_5h，更優(yōu)選為2h;煅燒程序升溫速率優(yōu)選為0.5-2 0C/min,更優(yōu)選為1°C /min。
[0029]本發(fā)明制備的Pt-Ti02/A1_MCM-41復(fù)合材料，納米T12和納米Pt粒子均勻組裝到基體介孔材料A1-MCM-41的孔道中，納米Pt粒子的尺寸優(yōu)選為2-3nm;復(fù)合材料的孔徑集中分布在3-4nm，孔容優(yōu)選為1.0-1.2 cm3/ g，比表面積優(yōu)選為980-1020m2/g。介孔娃基納米復(fù)合材料中，T12所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)優(yōu)選為10-15%，Pt所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)優(yōu)選為0.5-0.8%。
[0030]作為優(yōu)選方案，所述Ti02/Al-MCM-41按照如下方法制備:將鈦源化合物與無(wú)水乙醇混合，攪拌后得到第二溶液;將A1-MCM-41加入所述第二溶液中，超聲分散后得到懸浮液；向所述懸浮液中加入蒸餾水得到溶膠，繼續(xù)攪拌30min后將溶膠置于80°C的水浴中繼續(xù)攪拌得到干凝膠，冷卻后磨細(xì)，在500°C下煅燒后得到Ti02/Al-MCM-41。其中，所述鈦源化合物優(yōu)選為鈦酸丁酯。
[0031]得到第二溶液的步驟中，攪拌時(shí)間優(yōu)選為20-60min，更優(yōu)選為30min;得到懸浮液的步驟中，超聲分散的時(shí)間優(yōu)選為10-30min，更優(yōu)選為15min;得到Ti02/Al-MCM-41的步驟中，煅燒程序升溫速率優(yōu)選為0.5-20C/min,更優(yōu)選為1°C/min。
[0032]上述制備的Ti02/Al-MCM_41中，納米T12的晶體結(jié)構(gòu)為銳鈦礦型。
[0033]作為優(yōu)選方案，所述A1-MCM-41按照以下方法制備:將重量比為2:1的模板劑和聚乙二醇4000溶解到去離子水中，在50 °C的水浴中攪拌溶解均勻，得到第三溶液;將硅源化合物和鋁源化合物加入所述第三溶液中，調(diào)節(jié)PH值得到溶膠液;將所述溶膠液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜進(jìn)行水熱反應(yīng)，抽濾、洗滌、烘干后得到固體產(chǎn)物，在550°C下煅燒，得到A1-MCM-41介孔材料。
[0034]其中，所述模板劑優(yōu)選為十六烷基三甲基溴化銨;所述硅源化合物優(yōu)選為正硅酸乙酯，鋁源化合物優(yōu)選為正硅酸乙酯。所述硅源化合物和鋁源化合物優(yōu)選按照硅與鋁的摩爾比為20-40:1進(jìn)行投料。所述水熱反應(yīng)的溫度優(yōu)選為110-120°C，水熱反應(yīng)的時(shí)間優(yōu)選為24-36h ο所述溶膠液的pH值優(yōu)選為10-11。得到Al -MCM-41介孔材料的步驟中，煅燒程序升溫速率優(yōu)選為0.5-2 °C/min，更優(yōu)選為1°C/min
[0035]上述制備的A1-MCM-41為Al摻雜MCM-41，成分是Al摻雜介孔硅，其中，MCM-41是介孔材料的一種cAl-MCM-41的孔徑優(yōu)選集中分布在3-3.8nm，孔容優(yōu)選為0.8-1.lcm3/g，比表面積優(yōu)選為1024-1156m2/g。
[0036]作為優(yōu)選方案，本發(fā)明還包括:將Pt-Ti02/A1_MCM-41復(fù)合材料放入錐形瓶中，加入PH為7.0的磷酸鹽緩沖溶液和甲醛溶解酶溶液，滴加7.5 %的交聯(lián)劑溶液至體積分?jǐn)?shù)為0.75%,在恒溫水浴振蕩器中以180r/min轉(zhuǎn)速在20°C恒溫震蕩2h，抽濾，利用pH為7.0的磷酸鹽緩沖溶液洗滌，冷凍干燥后得到固定化酶催化劑。其中，所述的交聯(lián)劑優(yōu)選為戊二醛。上述步驟具體為:稱取0.5g的Pt-Ti02/Al-MCM-41復(fù)合材料放入錐形瓶中，加入20ml的pH =7.0的磷酸鹽緩沖溶液、I Oml的甲醛溶解酶溶液(含有有效酶含量為15mg，利用pH= 7.0的磷酸鹽緩沖溶液配制)，并滴加7.5%的交聯(lián)劑溶液至體積分?jǐn)?shù)為0.75%，至于恒溫水浴振蕩器中在180r/min轉(zhuǎn)速20°C恒溫震蕩2h，抽濾，用pH7.0的磷酸鹽緩沖溶液洗滌、冷凍干燥得到固定化酶催化劑。
[0037]本發(fā)明制備的固定化酶催化劑在48h內(nèi)對(duì)20g/L濃度的甲醛降解率為99%，對(duì)0.仏/1的甲醛降解率為99%。
[0038]從以上方案可以看出，本發(fā)明制備的協(xié)同降解甲醛的介孔復(fù)合材料具有如下積極效果:
[0039](1)、以介孔A1-MCM-41為基體材料，通過(guò)Al摻雜使得基體介孔材料具有較高的活性和較大的比表面積，高達(dá)1024-1156m2/g，所得Pt-Ti02/Al-MCM-41復(fù)合材料的比表面積仍高達(dá)980-1020m2/g，確保復(fù)合材料較大的吸附能力。
[0040](2)、通過(guò)介孔材料的孔道限制效應(yīng)有效阻止了納米粒子的尺寸增長(zhǎng)，確保其高的反應(yīng)活性，同時(shí)利用貴金屬Pt對(duì)納米T12進(jìn)行表面修飾，進(jìn)一步提高了光催化劑的反應(yīng)活性。
[0041](3)、優(yōu)選采用固定甲醛溶解酶，可以有效發(fā)揮生物酶對(duì)高濃度甲醛降解的特性，與光催化劑高效催化降解低濃度甲醛形成協(xié)同效應(yīng)，可以有效吸附降解高濃度甲醛。
[0042]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。
[0043]本實(shí)施例中所用化學(xué)試劑均為市售。其中十六烷基三甲基溴化銨、聚乙二醇4000、鈦酸丁酯均產(chǎn)自天津科密歐化學(xué)試劑有限公司，正硅酸乙酯和異丙醇鋁產(chǎn)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，二氯四氨合鈾產(chǎn)自sigma aldrich公司。
[0044]實(shí)施例1
[0045](1)、制備基體介孔材料A1-MCM-41。首先稱取2g的十六烷基三甲基溴化銨和Ig的聚乙二醇4000溶解到10mL的去離子水中，在50 °C的水浴中攪拌溶解均勻，然后稱取2.08g的正硅酸乙酯、0.102g異丙醇鋁加入上述溶液中，調(diào)節(jié)上述溶液的pH值為10.0得到乳白色溶膠，將所得溶膠液轉(zhuǎn)移反應(yīng)釜，在110°C下進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)24h后，抽濾、洗滌烘干得到固體產(chǎn)物，將固體產(chǎn)物在550 0C下按照10C /min的程序升溫速率煅燒6h，獲得Al -MCM-41介孔材料，材料中Si/Al摩爾比為20，所得基體Al-MCM-41介孔材料孔徑集中分布在3.2nm，孔容0.9cm3/g，比表面積為 1056m2/g;
[0046](2)、制備Ti02/Al-MCM-41。室溫下量取0.86g的鈦酸丁酯50ml的無(wú)水乙醇混合，攪拌30min得到均勻透明的黃色溶液，稱取2g的A1-MCM-41介孔材料加入到上述溶液中，超聲分散15min得到均勻的懸浮液，然后逐滴加入1ml的蒸餾水獲得溶膠，繼續(xù)攪拌30min后將溶膠置于80°C的水浴中繼續(xù)攪拌獲得干凝膠，冷卻后磨細(xì)、按照rC/min的升溫速率在5000C下煅燒2h得到Ti02/Al-MCM-41介孔材料；
[0047](3)、制備Pt-Ti02/A1_MCM-41。稱取0.017g的二氯四氨合鉑溶于去離子水中，攪拌30min得到透明的溶液，稱取2g的Ti02/Al-MCM-41介孔材料超聲分散于上述溶液中得到混合液，將上述混合液攪拌6h后轉(zhuǎn)移至80°C的水浴中繼續(xù)攪拌蒸發(fā)多余水分得到膏狀固體，將所得膏狀固體在110°C下烘干5h后磨細(xì)，最后按照1°C/min的升溫速率在320°C下煅燒2h得到Pt-Ti02/Al-MCM-41復(fù)合材料;復(fù)合材料的孔徑集中分布在3.4nm，孔容1.0cm3/g，比表面積為984m2/g;T12在復(fù)合材料中所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.2%，Pt所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5^13Pt-Ti02/Al-MCM-41復(fù)合材料在48h內(nèi)對(duì)20g/L濃度的甲醛降解率為52%，對(duì)0.1g/L的甲醛降解率為98 %。
[0048]實(shí)施例2
[0049](1)、制備基體介孔材料A1-MCM-41。首先稱取2g的十六烷基三甲基溴化銨和Ig的聚乙二醇4000溶解到10mL的去離子水中，在50 °C的水浴中攪拌溶解均勻，然后稱取2.08g的正硅酸乙酯、0.051g異丙醇鋁加入上述溶液中，調(diào)節(jié)上述溶液的pH值為11.0得到乳白色溶膠，將所得溶膠液轉(zhuǎn)移反應(yīng)釜，在120°C下進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)32h后，抽濾、洗滌烘干得到固體產(chǎn)物，將固體產(chǎn)物在550 0C下按照10C /min的程序升溫速率煅燒6h，獲得Al -MCM-41介孔材料，材料中Si/Al摩爾比為40，所得基體Al-MCM-41介孔材料孔徑集中分布在3.8nm，孔容1.lcm3/g，比表面積為 1148m2/g;
[0050](2)、制備Ti02/Al-MCM-41。室溫下量取0.86g的鈦酸丁酯與50ml的無(wú)水乙醇混合，攪拌30min得到均勻透明的黃色溶液，稱取1.3g的A1-MCM-41介孔材料加入到上述溶液中，超聲分散15min得到均勾的懸浮液，然后逐滴加入1ml的蒸饋水獲得溶膠，繼續(xù)攪拌30min后將溶膠置于80°C的水浴中繼續(xù)攪拌獲得干凝膠，冷卻后磨細(xì)、按照rC/min的升溫速率在500 0C下煅燒2h得到Ti02/Al-MCM-41介孔材料；
[0051 ] (3)、制備Pt-Ti02/Al-MCM-41。稱取0.017g的二氯四氨合鉑溶于去離子水中，攪拌30min得到透明的溶液，稱取1.8g的Ti02/Al-MCM-41介孔材料超聲分散于上述溶液中得到混合液，將上述混合液攪拌6h后轉(zhuǎn)移至80°C的水浴中繼續(xù)攪拌蒸發(fā)多余水分得到膏狀固體，將所得膏狀固體在110°C下烘干5h后磨細(xì)，最后按照1°C/min的升溫速率在320°C下煅燒2h 得到 Pt-Ti02/Al-MCM-41 復(fù)合材料；
[0052](4)制備 Pt-Ti02/Al-MCM-41 固定化酶。稱取 0.5g 的 Pt-Ti02/Al-MCM-41 復(fù)合材料放入錐形瓶中，加入20ml的pH = 7.0的磷酸鹽緩沖溶液、1ml的甲醛溶解酶溶液(含有有效酶含量為15mg，利用pH=7.0的磷酸鹽緩沖溶液配制)，并滴加7.5%的戊二醛溶液至體積分?jǐn)?shù)為0.75%，至于恒溫水浴振蕩器中在180r/min轉(zhuǎn)速20°C恒溫震蕩2h，抽濾，用pH7.0的磷酸鹽緩沖溶液洗滌、冷凍干燥得到Pt-Ti02/Al-MCM-41固定化酶復(fù)合材料。復(fù)合材料的孔徑集中分布在4.0nm，孔容1.2cm3/g，比表面積為1020m2/g;Ti02在復(fù)合材料中所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.0%, Pt所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%；復(fù)合材料在48h內(nèi)對(duì)20g//L濃度的甲醛降解率為98 %，對(duì)
0.仏/1的甲醛降解率為99%。
[0053]實(shí)施例3
[0054](1)、制備基體介孔材料A1-MCM-41。首先稱取2g的十六烷基三甲基溴化銨和Ig的聚乙二醇4000溶解到10mL的去離子水中，在50 °C的水浴中攪拌溶解均勻，然后稱取2.08g的正硅酸乙酯、0.068g異丙醇鋁加入上述溶液中，調(diào)節(jié)上述溶液的pH值為10.0得到乳白色溶膠，將所得溶膠液轉(zhuǎn)移反應(yīng)釜，在110°C下進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)36h后，抽濾、洗滌烘干得到固體產(chǎn)物，將固體產(chǎn)物在550 0C下按照10C /min的程序升溫速率煅燒6h，獲得Al -MCM-41介孔材料，材料中Si/Al摩爾比為30，所得基體Al-MCM-41介孔材料孔徑集中分布在3.0nmjLg
0.8cm3/g，比表面積為 1024m2/g;
[0055](2)、制備Ti02/Al-MCM-41。室溫下量取0.86g的鈦酸丁酯與50ml的無(wú)水乙醇混合，攪拌30min得到均勻透明的黃色溶液，稱取1.3g的A1-MCM-41介孔材料加入到上述溶液中，超聲分散15min得到均勾的懸浮液，然后逐滴加入1ml的蒸饋水獲得溶膠，繼續(xù)攪拌30min后將溶膠置于80°C的水浴中繼續(xù)攪拌獲得干凝膠，冷卻后磨細(xì)、按照rC/min的升溫速率在500 0C下煅燒2h得到Ti02/Al-MCM-41介孔材料；
[0056](3)、制備Pt-Ti02/Al-MCM-41。稱取0.017g的二氯四氨合鉑溶于去離子水中，攪拌30min得到透明的溶液，稱取1.8g的Ti02/Al-MCM-41介孔材料超聲分散于上述溶液中得到混合液，將上述混合液攪拌6h后轉(zhuǎn)移至80°C的水浴中繼續(xù)攪拌蒸發(fā)多余水分得到膏狀固體，將所得膏狀固體在110°C下烘干5h后磨細(xì)，最后按照1°C/min的升溫速率在320°C下煅燒2h 得到 Pt-Ti02/Al-MCM-41 復(fù)合材料；
[0057](4)制備 Pt-Ti02/Al-MCM-41 固定化酶。稱取 0.5g 的 Pt-Ti02/Al-MCM-41 復(fù)合材料放入錐形瓶中，加入20ml的pH = 7.0的磷酸鹽緩沖溶液、1ml的甲醛溶解酶溶液(含有有效酶含量為15mg，利用pH=7.0的磷酸鹽緩沖溶液配制)，并滴加7.5%的戊二醛溶液至體積分?jǐn)?shù)為0.75%，至于恒溫水浴振蕩器中在180r/min轉(zhuǎn)速20°C恒溫震蕩2h，抽濾，用pH7.0的磷酸鹽緩沖溶液洗滌、冷凍干燥得到Pt-Ti02/Al-MCM-41固定化酶復(fù)合材料。復(fù)合材料的孔徑集中分布在3.2nm，孔容0.9cm3/g，比表面積為984m2/g; T12在復(fù)合材料中所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.8%, Pt所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7%；復(fù)合材料在48h內(nèi)對(duì)20g//L濃度的甲醛降解率為99 %，對(duì)
0.仏/1的甲醛降解率為99%。
[0058]實(shí)施例4
[0059](1)、制備基體介孔材料A1-MCM-41。首先稱取2g的十六烷基三甲基溴化銨和Ig的聚乙二醇4000溶解到10mL的去離子水中，在50 °C的水浴中攪拌溶解均勻，然后稱取2.08g的正硅酸乙酯、0.102g異丙醇鋁加入上述溶液中，調(diào)節(jié)上述溶液的pH值為10.5得到乳白色溶膠，將所得溶膠液轉(zhuǎn)移反應(yīng)釜，在115°C下進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)28h后，抽濾、洗滌烘干得到固體產(chǎn)物，將固體產(chǎn)物在550 0C下按照10C /min的程序升溫速率煅燒6h，獲得Al -MCM-41介孔材料，材料中Si/Al摩爾比為20，所得基體Al-MCM-41介孔材料孔徑集中分布在3.6nm，孔容0.90113/^，比表面積為11351112/^;
[0060](2)、制備Ti02/Al-MCM-41。室溫下量取0.86g的鈦酸丁酯與50ml的無(wú)水乙醇混合，攪拌30min得到均勻透明的黃色溶液，稱取2g的A1-MCM-41介孔材料加入到上述溶液中，超聲分散15min得到均勻的懸浮液，然后逐滴加入1ml的蒸餾水獲得溶膠，繼續(xù)攪拌30min后將溶膠置于80°C的水浴中繼續(xù)攪拌獲得干凝膠，冷卻后磨細(xì)、按照TC/min的升溫速率在500 0C下煅燒2h得到Ti02/Al-MCM-41介孔材料；
[0061 ] (3)、制備Pt-Ti02/Al-MCM-41。稱取0.017g的二氯四氨合鉑溶于去離子水中，攪拌30min得到透明的溶液，稱取2g的Ti02/Al-MCM-41介孔材料超聲分散于上述溶液中得到混合液，將上述混合液攪拌6h后轉(zhuǎn)移至80°C的水浴中繼續(xù)攪拌蒸發(fā)多余水分得到膏狀固體，將所得膏狀固體在110°C下烘干5h后磨細(xì)，最后按照1°C/min的升溫速率在320°C下煅燒2h得到Pt-Ti02/Al-MCM-41復(fù)合材料；
[0062](4)制備 Pt-Ti02/Al-MCM-41 固定化酶。稱取 0.5g 的 Pt-Ti02/Al-MCM-41 復(fù)合材料放入錐形瓶中，加入20ml的pH = 7.0的磷酸鹽緩沖溶液、1ml的甲醛溶解酶溶液(含有有效酶含量為15mg，利用pH=7.0的磷酸鹽緩沖溶液配制)，并滴加7.5%的戊二醛溶液至體積分?jǐn)?shù)為0.75%，至于恒溫水浴振蕩器中在180r/min轉(zhuǎn)速20°C恒溫震蕩2h，抽濾，用pH7.0的磷酸鹽緩沖溶液洗滌、冷凍干燥得到Pt-Ti02/Al-MCM-41固定化酶復(fù)合材料。復(fù)合材料的孔徑集中分布在3.8nm，孔容1.0cm3/g，比表面積為995m2/g;Ti02在復(fù)合材料中所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.6%, Pt所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%；復(fù)合材料在48h內(nèi)對(duì)20g//L濃度的甲醛降解率為99 %，對(duì)
0.仏/1的甲醛降解率為98%。
[0063]以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0064]對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種降解甲醛的介孔復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 將鉑源化合物溶于去離子水中，攪拌后得到第一溶液； 將Ti02/Al-MCM-41超聲分散于所述第一溶液中，攪拌，然后在80°C的水浴中繼續(xù)攪拌，得到膏狀固體； 將所述膏狀固體烘干、研磨，在300-350°C下煅燒，得到Pt-Ti02/Al-MCM-41復(fù)合材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鉑源化合物為二氯四氨合鉑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述Ti02/Al-MCM-41按照如下方法制備: 將鈦源化合物與無(wú)水乙醇混合，攪拌后得到第二溶液； 將A1-MCM-41加入所述第二溶液中，超聲分散后得到懸浮液； 向所述懸浮液中加入蒸餾水得到溶膠，繼續(xù)攪拌30min后將溶膠置于80°C的水浴中繼續(xù)攪拌得到干凝膠，冷卻后磨細(xì)，在500°C下煅燒后得到Ti02/Al-MCM-41。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述A1-MCM-41按照如下方法制備: 將重量比為2:1的模板劑和聚乙二醇4000溶解到去離子水中，在50°C的水浴中攪拌溶解均勻，得到第三溶液； 將硅源化合物和鋁源化合物加入所述第三溶液中，調(diào)節(jié)pH值得到溶膠液； 將所述溶膠液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜進(jìn)行水熱反應(yīng)，抽濾、洗滌、烘干后得到固體產(chǎn)物，在550°C下煅燒，得到A1-MCM-41介孔材料。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述模板劑為十六烷基三甲基溴化銨。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述硅源化合物為正硅酸乙酯，鋁源化合物為正硅酸乙酯。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述硅源化合物和鋁源化合物按照硅與鋁的摩爾比為20-40:1進(jìn)行投料。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述水熱反應(yīng)的溫度為110-120°C，水熱反應(yīng)的時(shí)間為24-36h。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，還包括: 將卩卜1^02/^1-1?11-41復(fù)合材料放入錐形瓶中，加入?!1為7.0的磷酸鹽緩沖溶液和甲醛溶解酶溶液，滴加7.5 %的交聯(lián)劑溶液至體積分?jǐn)?shù)為0.75%,在恒溫水浴振蕩器中以180r/min轉(zhuǎn)速在20°C恒溫震蕩2h，抽濾，利用pH為7.0的磷酸鹽緩沖溶液洗滌，冷凍干燥后得到固定化酶催化劑。10.—種降解甲醛的介孔復(fù)合材料，其特征在于，為Pt-Ti02/Al-MCM-41固定化酶復(fù)合材料。
【文檔編號(hào)】B01D53/85GK105944683SQ201610267981
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年4月22日
【發(fā)明人】魏亮
【申請(qǐng)人】寧波高新區(qū)夏遠(yuǎn)科技有限公司