本技术涉及一种活性炭负载铂钴合金催化剂的制备方法和应用。该方法包括将生物质原料碳化后,通过酸洗和氨活化处理,获得高活性的活性炭。随后,将铂钴合金负载于活性炭上,形成高效的催化剂。该催化剂在催化反应中表现出优异的性能,可广泛应用于环保和能源领域。
背景技术
挥发性有机化合物(VOCs)是一类沸点为50~250℃,室温易于挥发的一系列有机化合物。其被列为主要空气污染物,与大气环境污染、光化学烟雾等相关,并且大部分VOCs对人体具有刺激性、毒性及致癌性等。VOCs的室内外排放源非常广泛,包括化学工业、石油精炼、造纸、木材、地毯等。目前处理VOCs的方法包括吸收、吸附、膜分离、冷凝、燃烧、催化氧化和生物催化等物理或化学的方法,来对VOCs的排放进行控制和净化处理,其中,催化氧化是将挥发性有机化合物转化成二氧化碳和水等污染较小的化合物,与热氧化法相比,由于催化剂能够降低反应的活化能,在250~500℃条件下能够实现VOCs的催化氧化分解,不仅节约了高温条件的能源消耗,减少二噁英的产生,并且能够处理VOC含量较低(浓度小于1%)的废气。
VOCs氧化催化剂大致可以分为三类:贵金属催化剂、非贵金属催化剂和混合金属催化剂。但是这些催化剂均存在一些不足,虽然铂、钯等贵金属催化剂在催化效率和稳定性方面表现优异,尤其是铂基催化剂对芳香族化合物的处理效果显著,但其高昂的价格和较短的使用寿命限制了其广泛应用。虽然锰、铈、铁等非贵金属催化剂具有成本优势和较好的抗毒性,但与贵金属催化剂相比,它们的催化活性和选择性往往较低,这可能影响VOCs处理的效率和彻底性。而虽然混合金属催化剂如Pd-Au、Mn-Co等展现出更优的催化性能,但其制备过程通常更为复杂,且需要精确控制金属比例和分布,这增加了催化剂制备的难度和成本。此外,催化剂的载体的选择也对催化效果影响重大,现有的多孔材料虽然具有高比表面积和丰富的孔径结构,但载体未能与纳米金属颗粒活性中心产生协同作用,进一步提高反应活性中心,降低反应活化能,因而在长期使用中对催化剂活性位点的保护能力等仍存在一定的局限性。同时,现有的用于铂钴合金催化剂的制备方法中催化剂的粒径无法兼顾尺寸和均匀性的问题,在负载的过程中纳米金属颗粒易团聚。
实现思路