本申請涉及催化劑的制備與應(yīng)用，具體而言，涉及高效pd基雙金屬催化劑的制備方法及其在空氣凈化中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、甲醛是室內(nèi)最典型的污染物之一，對人體健康具有嚴(yán)重危害。負(fù)載貴金屬(pt、au、pd)的催化劑在室溫下表現(xiàn)出優(yōu)異的甲醛降解性能，然而高成本限制了其廣泛應(yīng)用。其中，相對于pt和au，pd具有一定成本優(yōu)勢。
2、目前具有室溫降解甲醛能力的pd-基催化劑中，存在pd負(fù)載量較高但分散度較低的問題，導(dǎo)致大部分pd活性位點無法參與反應(yīng)，造成材料浪費。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為解決上述問題，本發(fā)明提供的高效pd基雙金屬催化劑的制備方法及其在空氣凈化中的應(yīng)用，通過引入ba2+和pd2+，并改善pd2+的負(fù)載量和分散度，在提高甲醛降解性能的同時，相比傳統(tǒng)高負(fù)載量的pd基雙金屬催化劑，還有效降低貴金屬pd的使用量，從而降低pd基雙金屬催化劑的制備成本。而通過采用分步式吸附ba2+和pd2+處理的方式，使得pd2+在tio2載體上能夠更均勻地分布，具有高分散性，在應(yīng)用時，使得更多的pd活性位點能夠暴露并參與催化反應(yīng)，提高pd的利用率，減少材料浪費。
2、第一方面，本發(fā)明提供一種高效pd基雙金屬催化劑，所述pd基雙金屬催化劑由tio2負(fù)載ba2+和pd2+組成，所述pd基雙金屬催化劑中ba2+的負(fù)載量為（15~30）wt.%、pd2+的負(fù)載量為（0.05~2）wt.%。
3、可選地，所述pd基雙金屬催化劑中ba2+的負(fù)載量為（15~30）wt.%、pd2+的負(fù)載量為（0.5~2）wt.%。
4、第二方面，本發(fā)明提供一種上述第一方面所述高效pd基雙金屬催化劑的制備方法，所述制備方法包括：
5、s1、將tio2載體分散于去離子水中，攪拌獲得懸濁液；
6、s2、將鋇鹽和鈀鹽溶于所述去離子水中，攪拌獲得混合液；
7、s3、將所述混合液與所述懸濁液混合，攪拌0.1?h~2?h，使ba2+和pd2+負(fù)載于所述tio2上，所得固體產(chǎn)物經(jīng)過夜干燥后，在300?℃~600?℃的條件下焙燒1?h~4?h，研磨得到pd基雙金屬催化劑；
8、s4、重復(fù)步驟s1-s3，直至獲得ba2+負(fù)載量為（15~30）wt.%、pd2+負(fù)載量為（0.05~2）wt.%的所述pd基雙金屬催化劑；
9、其中，在重復(fù)所述步驟s1時，將步驟s3制得的所述pd基雙金屬催化劑溶于所述去離子水中，制得所述懸浮液。
10、可選地，所述鋇鹽為硝酸鋇或碳酸鋇。
11、可選地，所述鈀鹽為硝酸鈀或氯化鈀。
12、可選地，在步驟s2中，所述鋇鹽和所述鈀鹽的質(zhì)量比為（5~5.5）：（0.1~0.5）。
13、可選地，在步驟s3中，所述pd基雙金屬催化劑的粒徑為0.1?mm~2?mm。
14、可選地，在步驟s3中，所述pd基雙金屬催化劑上所述ba2+的負(fù)載量為（5~5.5）wt.%、所述pd2+的負(fù)載量為（0.1~0.5）?wt.%。
15、可選地，在所述步驟s4中，所述pd基雙金屬催化劑的粒徑為40?目~60?目。
16、第三方面，本發(fā)明提供一種高效pd基雙金屬催化劑在空氣凈化中的應(yīng)用，所述pd基雙金屬催化劑為上述第一方面所述或上述第二方面所述制備方法獲得的，所述pd基雙金屬催化劑適用于在常溫條件下分解空氣中的甲醛。
17、綜上所述，本發(fā)明包括以下至少一種有益技術(shù)效果：
18、1、本發(fā)明提供一種pd基雙金屬催化劑，該pd基雙金屬催化劑由tio2負(fù)載ba2+和pd2+組成，其中，pd基雙金屬催化劑中ba2+的負(fù)載量為（15~30）wt.%、pd2+的負(fù)載量為（0.05~2）wt.%，本發(fā)明通過精確控制ba2+和pd2+的負(fù)載量，大大降低對貴金屬pd的依賴，在提高催化劑的催化性能的同時，顯著降低催化劑的制備成本，以及，ba2+和pd2+的共同引入，能夠?qū)崿F(xiàn)通過改變催化劑的表面性質(zhì)、電子結(jié)構(gòu)，形成更多新的活性位點，從而增強催化劑對甲醛分子的吸附和轉(zhuǎn)化能力，能夠在較低的溫度下實現(xiàn)高效降解，具有較高的催化反應(yīng)速率和效率；
19、2、本發(fā)明提供一種pd基雙金屬催化劑的制備方法，實施時，將tio2載體分散于去離子水中，攪拌獲得懸濁液，將鋇鹽和鈀鹽溶于去離子水中，攪拌獲得混合液，將混合液與懸濁液混合，攪拌0.1?h~2?h，使ba2+和pd2+負(fù)載于tio2上，所得固體產(chǎn)物經(jīng)過夜干燥后，在200?℃~600?℃的條件下焙燒1?h~4?h，研磨得到pd基雙金屬催化劑；重復(fù)上述步驟，直至獲得ba2+負(fù)載量為（15~30）wt.%、pd2+負(fù)載量為（0.05~2）wt.%的pd基雙金屬催化劑；本發(fā)明通過重復(fù)上述步驟，并精確調(diào)整每次操作中鋇鹽和鈀鹽的用量，能夠準(zhǔn)確地控制ba2+和pd2+在tio2載體上的負(fù)載量，使得ba2+和pd2+能夠均勻且牢固地負(fù)載在tio2載體上，形成高度分散的活性位點，其中的焙燒步驟則有助于進(jìn)一步穩(wěn)定pd基雙金屬催化劑的結(jié)構(gòu)，并促進(jìn)活性組分的形成和分布，從而再應(yīng)用時，能夠提高pd基雙金屬催化劑對甲醛的降解效率和穩(wěn)定性；同時，通過研磨步驟能夠獲得具有良好分散性和粒度的pd基雙金屬催化劑粉末，后續(xù)處理時，使得更多ba2+和pd2+均勻分散在tio2載體上；
20、3、本發(fā)明提供一種pd基雙金屬催化劑的應(yīng)用，該pd基雙金屬催化劑適用于在常溫條件下分解甲醛，由于該pd基雙金屬催化劑中ba2+和pd2+分散度更高，使得該催化劑具備更多活性點位，因此具有較高的催化活性，能夠迅速地將甲醛轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，從而顯著降低室內(nèi)甲醛濃度，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量；該催化劑在常溫下即可進(jìn)行催化反應(yīng)，避免了高溫處理的需要，減少了能源消耗和潛在的二次污染，符合綠色化學(xué)的發(fā)展趨勢。
1.一種高效pd基雙金屬催化劑，其特征在于，所述pd基雙金屬催化劑由tio2負(fù)載ba2+和pd2+組成，所述pd基雙金屬催化劑中ba2+的負(fù)載量為（15~30）wt.%、pd2+的負(fù)載量為（0.05~2）wt.%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高效pd基雙金屬催化劑，其特征在于，所述pd基雙金屬催化劑中ba2+的負(fù)載量為（15~30）wt.%、pd2+的負(fù)載量為（0.5~2）wt.%。
3.一種上述權(quán)利要求1或2所述高效pd基雙金屬催化劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述高效pd基雙金屬催化劑的制備方法，其特征在于，所述鋇鹽為硝酸鋇或碳酸鋇。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述高效pd基雙金屬催化劑的制備方法，其特征在于，所述鈀鹽為硝酸鈀或氯化鈀。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述高效pd基雙金屬催化劑的制備方法，其特征在于，在步驟s2中，所述鋇鹽和所述鈀鹽的質(zhì)量比為（5~5.5）：（0.1~0.5）。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述高效pd基雙金屬催化劑的制備方法，其特征在于，在步驟s3中，所述pd基雙金屬催化劑的粒徑為0.1?mm~2?mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述高效pd基雙金屬催化劑的制備方法，其特征在于，在步驟s3中，所述pd基雙金屬催化劑上所述ba2+的負(fù)載量為（5~5.5）?wt.%、所述pd2+的負(fù)載量為（0.1~0.5）?wt.%。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述高效pd基雙金屬催化劑的制備方法，其特征在于，在所述步驟s4中，所述pd基雙金屬催化劑的粒徑為40?目~60?目。
10.一種高效pd基雙金屬催化劑在空氣凈化中的應(yīng)用，其特征在于，所述pd基雙金屬催化劑為權(quán)利要求1~2任一項所述或權(quán)利要求3~9任一項所述制備方法獲得的，所述pd基雙金屬催化劑適用于在常溫條件下分解空氣中的甲醛。