一种催化剂及其制备方法、应用
阅读说明：本技术 一种催化剂及其制备方法、应用 (Catalyst, and preparation method and application thereof ) 是由 商庆浩 王宁 李宗强 于 2021-06-30 设计创作，主要内容包括：一种催化剂及其制备方法、应用。本发明提供一种催化剂,该催化剂包括二氧化钛和负载在二氧化钛上的铑,铑的粒径小于1nm。由于催化剂中铑的粒径小于1nm,所以铑在催化剂中具有很好的分散度,可以提高催化剂的催化转化效率。(A catalyst, a preparation method and application thereof. The invention provides a catalyst, which comprises titanium dioxide and rhodium loaded on the titanium dioxide, wherein the particle size of the rhodium is less than 1 nm. The particle size of rhodium in the catalyst is less than 1nm, so that the rhodium has good dispersity in the catalyst, and the catalytic conversion efficiency of the catalyst can be improved.)
技术领域
本发明涉及一种催化剂及其制备方法、应用，属于空气净化技术领域。
背景技术
甲醛是室内环境的主要污染物之一，并且甲醛为一类致癌物质，会严重危害人类健康。目前新房装修完成后，用户采用的除甲醛方法大多为通风换气，但是此种除甲醛的方法不仅处理时间长，而且处理效果差。空调作为室内空气调节器，不仅具备温湿冷暖控制功能，同时可以配置除甲醛模块来去除室内甲醛。目前除甲醛空调多采用吸附原理除甲醛，存在吸附材料饱和后容易产生二次污染的问题。
催化除甲醛是一种新型除甲醛技术，通过催化剂在室温下将甲醛转化为二氧化碳和水，具有简捷高效的优点。但是现有的除甲醛用的催化剂不仅制备方法复杂、制备成本较高，而且还具有催化转化效率低的缺点。
发明内容
本发明提供一种催化剂，该催化剂的催化转化效率高。
本发明提供一种催化剂的制备方法，该制备方法可以制备出催化转化效率高的催化剂，并且制备过程简单，制备成本低。
本发明提供一种空调，该空调可以高效便捷的去除甲醛。
本发明提供一种催化剂，其中，所述催化剂包括二氧化钛和负载在二氧化钛上的铑；
所述铑的粒径＜1nm。
如上所述的催化剂，其中，基于所述催化剂的总质量，所述二氧化钛的质量百分含量为97.5-99.5％，所述铑的质量百分含量为0.5-2.5％。
本发明提供一种催化剂的制备方法，其中，包括以下步骤：
1)将氯化铑水溶液以0.5-1.5mL/min的速度滴加至二氧化钛水溶液中得到第一混合溶液；
2)调节第一混合溶液的pH值至9-10，获得第二混合溶液；
3)对所述第二混合溶液进行后处理得到中间催化剂；所述后处理至少依次包括过滤处理和干燥处理；
4)对所述中间催化剂在280-320℃进行焙烧处理，得到所述催化剂。
如上所述的催化剂的制备方法，其中，所述氯化铑水溶液的浓度为0.8-1.2mgRh/mL。
如上所述的催化剂的制备方法，其中，步骤1)中的温度为65-75℃。
如上所述的催化剂的制备方法，其中，步骤1)中，所述二氧化钛水溶液为搅拌中的二氧化钛水溶液；
搅拌转速为700-1000r/min。
如上所述的催化剂的制备方法，其中，所述干燥处理的温度为80-110℃，所述干燥处理的时间为8-12h。
如上所述的催化加的制备方法，其中，所述后处理还包括搅拌处理和静置处理；
所述后处理包括对所述第二混合溶液依次进行所述搅拌处理、所述静置处理、所述过滤处理和所述干燥处理。
如上所述的催化剂的制备方法，其中，所述搅拌处理的温度为75-85℃，所述搅拌处理的时间为5.5-6.5h，所述搅拌处理的转速为700-1000r/min；和/或，
所述静置处理的温度为75-85℃，所述静置处理的时间为2.5-3.5h。
本发明提供一种空调，其中，包括除甲醛模块；所述除甲醛模块包括上述的催化剂；和/或，
所述除甲醛模块包括上述的催化剂的制备方法制备的催化剂。
本发明提供一种催化剂，该催化剂包括二氧化钛和负载在二氧化钛上的铑，铑的粒径小于1nm。由于催化剂中铑的粒径小于1nm，所以铑在催化剂中具有很好的分散度，可以提高催化剂的催化转化效率。
本发明提供一种催化剂的制备方法，该制备方法可以制备出包括二氧化钛和负载在二氧化钛上的铑且铑的粒径小于1nm的催化剂。所制备出的催化剂中，铑的分散度高，所以具有较高的催化转化效率，并且该制备方法操作简单，制备成本低。
本发明提供一种空调，该空调的除甲醛单元包括上述的催化剂和/或上述的制备方法制备出的催化剂，所以该空调可以高效便捷的去除甲醛，并且除甲醛成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面对本发明实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明一些实施方式中催化剂的透射电子显微镜(TEM)图；
图2为本发明另一些实施方式中催化剂的TEM图；
图3为本发明实施例1中的催化剂对甲醛的催化转化效率曲线图；
图4为本发明中二氧化钛、负载0.5wt％铑的催化剂和负载2.5wt％铑的催化剂的XRD谱图；
图5为本发明中二氧化钛和负载2.5wt％铑的催化剂的氢气-程序升温还原(H2-TPR)谱图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明一些实施方式中催化剂的透射电子显微镜(TEM)图；图2为本发明另一些实施方式中催化剂的TEM图。
如图1或图2所示，本发明的第一方面提供一种催化剂，催化剂包括二氧化钛和负载在二氧化钛上的铑；
铑的粒径＜1nm。
本发明中，铑的粒径＜1nm，指的是铑的最大粒径小于1nm。本发明将小于1nm的铑称为亚纳米颗粒。
可以理解的是，本发明的催化剂中，二氧化钛作为载体，铑作为催化活性物质负载在二氧化钛载体之上，本发明所有的铑的粒径都小于1nm。
本发明中，由于铑为亚纳米颗粒，所以铑在催化剂中具有很好的分散度，当催化剂进行催化反应时，可以使更多的铑参与催化反应，进而提高催化剂的催化转化效率。本发明的催化剂对甲醛具有很好的催化转化效率，该催化剂对甲醛的催化转化效率可以达到100％。
在本发明的一些实施方式中，基于催化剂的总质量，二氧化钛的质量百分含量为97.5-99.5％，铑的质量百分含量为0.5-2.5％。
本发明中，基于催化剂的总质量，铑的质量百分含量过高时，可以提高催化剂的催化转化效率，但是质量百分含量过高的铑会增加催化剂的生产成本。本发明中，当铑的质量百分含量为0.5-2.5％时，不仅可以使催化剂具有更高的催化转化效率，而且不会过度的增加生产成本。
本发明的第二方面提供一种催化剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将氯化铑水溶液以0.5-1.5mL/min的速度滴加至二氧化钛水溶液中得到第一混合溶液；
2)调节第一混合溶液的pH值至9-10，获得第二混合溶液；
3)对第二混合溶液进行后处理得到中间催化剂；后处理至少依次包括过滤处理和干燥处理；
4)对中间催化剂在280-320℃进行焙烧处理，得到催化剂。
具体地，将氯化铑水溶液以0.5-1.5mL/min的速度滴加至二氧化钛水溶液中得到包含铑和二氧化钛的第一混合溶液；接着调节第一混合溶液的pH值，直至pH值至9-10，得到第二混合溶液，第二混合溶液中包含负载有铑的二氧化钛；随后对第二混合溶液进行过滤处理，以将第二混合溶液中负载有铑的二氧化钛过滤出，对过滤出的负载有铑的二氧化钛进行干燥处理，去除负载有铑的二氧化钛中的水分，得到干燥的负载有铑的二氧化钛，即为中间催化剂；最后将中间催化剂置于280-320℃的氛围中进行焙烧，使铑与二氧化钛更好的结合，获得本发明的催化剂。
步骤2)中可以使用碱性溶液调节第一混合溶液的pH值，本发明对碱性溶液不做特别限定，可以为本领域常用的碱性溶液，例如，碱性溶液可以为NaOH水溶液。在具体的实施方式中，NaOH水溶液的浓度为0.5mol L-1。
本发明的催化剂制备方法，步骤1)中氯化铑水溶液的滴加速度过快，则难以获得铑的粒径小于1nm的催化剂，若氯化铑水溶液的滴加速度过慢，则需要过长的时间才可以获得第一混合溶液，增加了制备时间，降低了生产效率。所以为了更快速的获得铑的粒径小于1nm的催化剂，步骤1)中氯化铑水溶液的滴加速度为0.5-1.5mL/min。
本发明的催化剂制备方法，只有氯化铑水溶液的滴加速度、第二混合溶液的pH以及焙烧处理的温度需要在上述特定的范围之内，才可以在节约生产时间的情况下，获得铑的粒径小于1nm的催化剂，进而提高了铑在催化剂中的分散度，使该催化剂具有较高的催化转化效率。本发明的催化剂制备方法，还具有操作简单以及制备成本低的优点。
在本发明的一些实施方式中，氯化铑水溶液的浓度为0.8-1.2mgRh/mL，氯化铑水溶液的浓度指的是每毫升水中所含有的铑的质量。
本发明中，若氯化铑水溶液的浓度过低，则需要大量的氯化铑水溶液来制备本发明的催化剂，大量的氯化铑水溶液为后续的制备过程带来不便，使制备过程操作复杂；若氯化铑水溶液的浓度过高，则会使催化剂的生产成本过高。所以本发明为了节约催化剂的生产生产成本，简化制备过程，氯化铑水溶液的浓度为0.8-1.2mgRh/mL。
本发明中，为了使铑更好的负载在二氧化钛上，同时降低催化剂的制备时间，提高催化剂的制备效率。在本发明的一些实施方式中，步骤1)中的温度为65-75℃。即，步骤1)为，将温度为65-75℃的氯化铑水溶液以0.5-1.5mL/min的速度滴加至温度为65-75℃的二氧化钛水溶液中得到第一混合溶液。
在本发明的一些实施方式中，步骤1)中，二氧化钛水溶液为搅拌中的二氧化钛水溶液；
搅拌转速为700-1000r/min。
可以理解为，步骤1)为，将氯化铑水溶液以0.5-1.5mL/min的速度滴加至搅拌转速为700-1000r/min的二氧化钛水溶液中得到第一混合溶液。
本发明中，将氯化铑水溶液滴加至搅拌中的二氧化钛水溶液中得到第一溶液，可以使铑更好的负载在二氧化钛上，提高催化剂的产量。然而，搅拌速度过快，二氧化钛水溶液会溅出并且会产生过多的能耗；搅拌速度过慢，难以充分发挥搅拌的作用。所以本发明中，搅拌转速为700-1000r/min。
在本发明的一些实施方式中，干燥处理的温度为80-110℃，干燥处理的时间为8-12h。
本发明中，若干燥处理的温度过高时，则难以形成铑的粒径小于1nm的催化剂；若干燥处理的温度过低时，则需要过长的时间才可以将铑负载的二氧化钛的水分去除彻底。所以为了在较短的时间内充分的去除铑负载的二氧化钛的水分，并且不影响最终形成的催化剂的性能，干燥处理的温度为80-110℃。
本发明中，若干燥处理的时间过短，则难以充分去除铑负载的二氧化钛中的水分；若干燥处理的时间过长，则影响最终获得的催化剂的性能。所以为了在不影响最终获得的催化剂的性能的前提下，更加充分的去除铑负载的二氧化钛中的水分，干燥处理的时间为8-12h。
在本发明的一些实施方式中，后处理还包括搅拌处理和静置处理；
后处理包括对第二混合溶液依次进行搅拌处理、静置处理、过滤处理和干燥处理。
可以理解为，对第二混合溶液进行搅拌处理，使第二混合溶液中的铑与二氧化钛更充分的接触，使更多的铑负载在二氧化钛上；接着将搅拌处理后的第二混合溶液静置，以使第二混合溶液中负载铑的二氧化钛更多的沉淀；随后对沉淀后的第二混合溶液进行过滤处理，将第二混合溶液中负载铑的二氧化钛过滤出；最后对过滤出的负载铑的二氧化钛进行干燥处理，去除负载铑的二氧化钛的水分，得到中间催化剂。
本发明中，后处理还包括搅拌处理和静置处理，可以使第二混合溶液中的铑与二氧化钛更加充分的接触，进一步提高催化剂的产量。
在本发明的一些实施方式中，为了进一步提高催化剂的产量，搅拌处理的温度为65-75℃，搅拌处理的时间为5.5-6.5h，搅拌处理的转速为700-1000r/min；和/或，
静置处理的温度为65-75℃，静置处理的时间为2.5-3.5h。
本发明的第三方面提供一种空调，包括除甲醛模块；除甲醛模块包括上述的催化剂；和/或，
除甲醛模块包括上述的催化剂的制备方法制备的催化剂。
本发明的空调，由于其除甲醛模块中的催化剂为二氧化钛负载铑催化剂，并且催化剂中铑的粒径小于1nm，铑在催化剂中的分散度高，所以该空调具有较高的甲醛催化转化率，对甲醛的催化转化率可以达到100％，实现高效便捷的去除甲醛。
以下，将结合具体的实施例对本发明的技术方案进行具体的说明。
实施例1
本实施例的催化剂通过包括以下步骤的方法制备得到：
1)溶液配制
将1.0g的TiO2加入装有100mL超纯水的烧杯中，将烧杯置于70℃水浴锅中搅拌20min，形成均匀的TiO2水溶液；
配制质量浓度为1mgRh/mL的RhCl3.3H2O水溶液。
2)混合
将6.3mL的1mgRh/mL的RhCl3.3H2O水溶液加入100mL超纯水的烧杯中，将烧杯置于70℃水浴锅中搅拌40min至混合均匀，得到稀释后的RhCl3.3H2O水溶液；
以1mL/min的速度将稀释后的RhCl3.3H2O水溶液匀速滴加至剧烈搅拌下的TiO2水溶液中，得到第一混合溶液；
其中，搅拌转速为800r/min，温度为70℃。
3)调pH
使用0.5mol/L的NaOH水溶液调节第一混合溶液的pH至9.5左右，得到第二混合溶液。
4)后处理
将盛有第二混合溶液的烧杯置于80℃的水浴中依次进行搅拌处理和静置处理，对静置处理后的第二混合溶液进行过滤处理和干燥处理，得到中间催化剂；
其中，搅拌处理的时间为6h，搅拌处理的转速为800r/min，静置处理的时间为3h，干燥处理的温度为100℃，干燥处理的时间为10h。
5)焙烧
将中间催化剂研磨后置于300℃的马弗炉中进行焙烧处理，得到催化剂；
其中，焙烧处理的时间为6h。
使用TEM观察实施例1中获得的催化剂的表面，如图1所示，实施例1中获得的催化剂中铑的粒径小于1nm。
本发明实施例1获得的催化剂中铑的负载量为0.5wt％。
实施例2
本实施例的催化剂通过包括以下步骤的方法制备得到：
1)溶液配制
将1.0g的TiO2加入装有100mL超纯水的烧杯中，将烧杯置于70℃水浴锅中搅拌20min，形成均匀的TiO2水溶液；
配制质量浓度为1mgRh/mL的RhCl3.3H2O水溶液。
2)混合
将6.3mL的1mgRh/mL的RhCl3.3H2O水溶液加入100mL超纯水的烧杯中，将烧杯置于70℃水浴锅中搅拌40min至混合均匀，得到稀释后的RhCl3.3H2O水溶液；
以1mL/min的速度将稀释后的RhCl3.3H2O水溶液匀速滴加至剧烈搅拌下的TiO2水溶液中，得到第一混合溶液；
其中，搅拌转速为800r/min，温度为70℃。
3)调pH
使用0.5mol/L的NaOH水溶液调节第一混合溶液的pH至9.5左右，得到第二混合溶液。
4)后处理
对第二混合溶液进行过滤处理和干燥处理，得到中间催化剂；
其中，干燥处理的温度为100℃，干燥处理的时间为10h。
5)焙烧
将中间催化剂研磨后置于300℃的马弗炉中进行焙烧处理，得到催化剂；
其中，焙烧处理的时间为6h。
使用TEM观察实施例2中获得的催化剂的表面，实施例2中获得的催化剂中铑的颗粒粒径小于1nm。
本发明实施例2获得的催化剂中铑的负载量为0.3wt％。
实施例3
本实施例的催化剂通过包括以下步骤的方法制备得到：
1)溶液配制
将1.0g的TiO2加入装有100mL超纯水的烧杯中，将烧杯置于70℃水浴锅中搅拌20min，形成均匀的TiO2水溶液；
配制质量浓度为0.5mgRh/mL的RhCl3.3H2O水溶液。
2)混合
将12.6mL的0.7mgRh/mL的RhCl3.3H2O水溶液加入100mL超纯水的烧杯中，将烧杯置于70℃水浴锅中搅拌40min至混合均匀，得到稀释后的RhCl3.3H2O水溶液；
以1mL/min的速度将稀释后的RhCl3.3H2O水溶液匀速滴加至剧烈搅拌下的TiO2水溶液中，得到第一混合溶液；
其中，搅拌转速为800r/min，温度为70℃。
3)调pH
使用0.5mol/L的NaOH水溶液调节第一混合溶液的pH至9.5左右，得到第二混合溶液。
4)后处理
将盛有第二混合溶液的烧杯置于80℃的水浴中依次进行搅拌处理和静置处理，对静置处理后的第二混合溶液进行过滤处理和干燥处理，得到中间催化剂；
其中，搅拌处理的时间为6h，搅拌处理的转速为800r/min，静置处理的时间为3h，干燥处理的温度为100℃，干燥处理的时间为10h。
5)焙烧
将中间催化剂研磨后置于300℃的马弗炉中进行焙烧处理，得到催化剂；
其中，焙烧处理的时间为6h。
使用TEM观察实施例3中获得的催化剂的表面，实施例3中获得的催化剂中铑的颗粒粒径小于1nm。
本发明实施例3获得的催化剂中铑的负载量为0.4wt％。
实施例4
本实施例的催化剂通过包括以下步骤的方法制备得到：
1)溶液配制
将1.0g的TiO2加入装有100mL超纯水的烧杯中，将烧杯置于90℃水浴锅中搅拌20min，形成均匀的TiO2水溶液；
配制质量浓度为1mgRh/mL的RhCl3.3H2O水溶液。
2)混合
将6.3mL的1mgRh/mL的RhCl3.3H2O水溶液加入100mL超纯水的烧杯中，将烧杯置于70℃水浴锅中搅拌40min至混合均匀，得到稀释后的RhCl3.3H2O水溶液；
以1mL/min的速度将稀释后的RhCl3.3H2O水溶液匀速滴加至剧烈搅拌下的TiO2水溶液中，得到第一混合溶液；
其中，搅拌转速为800r/min，温度为70℃。
3)调pH
使用0.5mol/L的NaOH水溶液调节第一混合溶液的pH至9.5左右，得到第二混合溶液。
4)后处理
将盛有第二混合溶液的烧杯置于80℃的水浴中依次进行搅拌处理和静置处理，对静置处理后的第二混合溶液进行过滤处理和干燥处理，得到中间催化剂；
其中，搅拌处理的时间为6h，搅拌处理的转速为800r/min，静置处理的时间为3h，干燥处理的温度为100℃，干燥处理的时间为10h。
5)焙烧
将中间催化剂研磨后置于300℃的马弗炉中进行焙烧处理，得到催化剂；
其中，焙烧处理的时间为6h。
使用TEM观察实施例4中获得的催化剂的表面，实施例4中获得的催化剂中铑的颗粒粒径小于1nm。
本发明实施例4获得的催化剂中铑的负载量为0.4wt％。
实施例5
本实施例的催化剂通过包括以下步骤的方法制备得到：
1)溶液配制
将1.0g的TiO2加入装有100mL超纯水的烧杯中，将烧杯置于70℃水浴锅中搅拌20min，形成均匀的TiO2水溶液；
配制质量浓度为1mgRh/mL的RhCl3.3H2O水溶液。
2)混合
将6.3mL的1mgRh/mL的RhCl3.3H2O水溶液加入100mL超纯水的烧杯中，将烧杯置于70℃水浴锅中搅拌40min至混合均匀，得到稀释后的RhCl3.3H2O水溶液；
以1mL/min的速度将稀释后的RhCl3.3H2O水溶液匀速滴加至静置的TiO2水溶液中，得到第一混合溶液；
其中，温度为70℃。
3)调pH
使用0.5mol/L的NaOH水溶液调节第一混合溶液的pH至9.5左右，得到第二混合溶液。
4)后处理
将盛有第二混合溶液的烧杯置于80℃的水浴中依次进行搅拌处理和静置处理，对静置处理后的第二混合溶液进行过滤处理和干燥处理，得到中间催化剂；
其中，搅拌处理的时间为6h，搅拌处理的转速为800r/min，静置处理的时间为3h，干燥处理的温度为100℃，干燥处理的时间为10h。
5)焙烧
将中间催化剂研磨后置于300℃的马弗炉中进行焙烧处理，得到催化剂；
其中，焙烧处理的时间为6h。
使用TEM观察实施例5中获得的催化剂的表面，如图5所示，实施例5中获得的催化剂中铑的颗粒粒径小于1nm。
本发明实施例5获得的催化剂中铑的负载量为0.2wt％。
实施例6
本实施例的催化剂通过包括以下步骤的方法制备得到：
1)溶液配制
将1.0g的TiO2加入装有100mL超纯水的烧杯中，将烧杯置于70℃水浴锅中搅拌20min，形成均匀的TiO2水溶液；
配制质量浓度为1mgRh/mL的RhCl3.3H2O水溶液。
2)混合
将6.3mL的1mgRh/mL的RhCl3.3H2O水溶液加入100mL超纯水的烧杯中，将烧杯置于70℃水浴锅中搅拌40min至混合均匀，得到稀释后的RhCl3.3H2O水溶液；
以1mL/min的速度将稀释后的RhCl3.3H2O水溶液匀速滴加至剧烈搅拌下的TiO2水溶液中，得到第一混合溶液；
其中，搅拌转速为800r/min，温度为70℃。
3)调pH
使用0.5mol/L的NaOH水溶液调节第一混合溶液的pH至9.5左右，得到第二混合溶液。
4)后处理
将盛有第二混合溶液的烧杯置于80℃的水浴中依次进行搅拌处理和静置处理，对静置处理后的第二混合溶液进行过滤处理和干燥处理，得到中间催化剂；
其中，搅拌处理的时间为6h，搅拌处理的转速为800r/min，静置处理的时间为3h，干燥处理的温度为120℃，干燥处理的时间为14h。
5)焙烧
将中间催化剂研磨后置于300℃的马弗炉中进行焙烧处理，得到催化剂；
其中，焙烧处理的时间为6h。
使用TEM观察实施例6中获得的催化剂的表面，实施例6中获得的催化剂中铑的颗粒粒径小于1nm。
本发明实施例6获得的催化剂中铑的负载量为0.4wt％。
实施例7
本实施例的催化剂通过包括以下步骤的方法制备得到：
1)溶液配制
将1.0g的TiO2加入装有100mL超纯水的烧杯中，将烧杯置于70℃水浴锅中搅拌20min，形成均匀的TiO2水溶液；
配制质量浓度为1mgRh/mL的RhCl3.3H2O水溶液。
2)混合
将6.3mL的1mgRh/mL的RhCl3.3H2O水溶液加入100mL超纯水的烧杯中，将烧杯置于70℃水浴锅中搅拌40min至混合均匀，得到稀释后的RhCl3.3H2O水溶液；
以1mL/min的速度将稀释后的RhCl3.3H2O水溶液匀速滴加至剧烈搅拌下的TiO2水溶液中，得到第一混合溶液；
其中，搅拌转速为800r/min，温度为70℃。
3)调pH
使用0.5mol/L的NaOH水溶液调节第一混合溶液的pH至9.5左右，得到第二混合溶液。
4)后处理
将盛有第二混合溶液的烧杯置于90℃的水浴中依次进行搅拌处理和静置处理，对静置处理后的第二混合溶液进行过滤处理和干燥处理，得到中间催化剂；
其中，搅拌处理的时间为7h，搅拌处理的转速为800r/min，静置处理的时间为4h，干燥处理的温度为100℃，干燥处理的时间为10h。
5)焙烧
将中间催化剂研磨后置于300℃的马弗炉中进行焙烧处理，得到催化剂；
其中，焙烧处理的时间为6h。
使用TEM观察实施例7中获得的催化剂的表面，实施例7中获得的催化剂中铑的颗粒粒径均小于1nm。
本发明实施例7获得的催化剂中铑的负载量为0.4wt％。
实施例8
本实施例的催化剂通过包括以下步骤的方法制备得到：
1)溶液配制
将1.0g的TiO2加入装有100mL超纯水的烧杯中，将烧杯置于70℃水浴锅中搅拌20min，形成均匀的TiO2水溶液；
配制质量浓度为1mgRh/mL的RhCl3.3H2O水溶液。
2)混合
将31.5mL的1mgRh/mL的RhCl3.3H2O水溶液加入100mL超纯水的烧杯中，将烧杯置于70℃水浴锅中搅拌40min至混合均匀，得到稀释后的RhCl3.3H2O水溶液；
以1mL/min的速度将稀释后的RhCl3.3H2O水溶液匀速滴加至剧烈搅拌下的TiO2水溶液中，得到第一混合溶液；
其中，搅拌转速为800r/min，温度为70℃。
3)调pH
使用0.5mol/L的NaOH水溶液调节第一混合溶液的pH至9.5左右，得到第二混合溶液。
4)后处理
将盛有第二混合溶液的烧杯置于80℃的水浴中依次进行搅拌处理和静置处理，对静置处理后的第二混合溶液进行过滤处理和干燥处理，得到中间催化剂；
其中，搅拌处理的时间为6h，搅拌处理的转速为800r/min，静置处理的时间为3h，干燥处理的温度为100℃，干燥处理的时间为10h。
5)焙烧
将中间催化剂研磨后置于300℃的马弗炉中进行焙烧处理，得到催化剂；
其中，焙烧处理的时间为6h。
使用TEM观察实施例8中获得的催化剂的表面，如图2所示，实施例8中获得的催化剂中铑的粒径小于1nm。
本发明实施例8获得的催化剂中铑的负载量为2.5wt％。
试验例
1、采用常压固定床微反评价装置对实施例1中的催化剂进行甲醛氧化性能评价，评价方法包括以下：
称取一定量(1～100mg)的实施例1中的催化剂装于U型反应管中，通过控温仪来控制反应温度。由氦气吹扫多聚甲醛产生气态甲醛，通过外围加热温度以及载气He的流速控制甲醛的浓度。反应气中的水由氦气鼓泡携带室温下的水蒸气带入，通过气体流量调节反应气相对湿度。
反应气气体组成为140～180ppm HCHO、20vol.％O2、He为平衡气，相对湿度为0～75％，气体总流量为50～100mL/min(STP)，质量空速为30000mL gcat -1h-1。催化剂测试前需要预先在20vol.％H2/He气氛下进行还原处理，然后使用氦气吹扫，使催化剂降至室温。测试温度为25℃，甲醛(HCHO)转化率是通过色谱检测反应器出口中的CO2浓度得到。为了检测微量CO2浓度，在色谱中安装镍转化炉，气体进入氢火焰离子化检测器(FID)之前，会在镍转化炉作用下发生加氢反应生成CH4，通过检测CH4的浓度来得出产物CO2的浓度。
图3为本发明实施例1中的催化剂对甲醛的催化转化效率曲线图。从图3可以看出，本发明实施例1获得的催化剂对甲醛的催化转化效率可以达到百分之百，具有很好的催化转化效率。
2、使用XRD分别测试二氧化钛、实施例1中获得的负载0.5wt％铑的催化剂(0.5wt％Rh/TiO2)和实施例8中获得的负载2.5wt％铑的催化剂(2.5wt％Rh/TiO2)。
图4为本发明中二氧化钛、负载0.5wt％铑的催化剂和负载2.5wt％铑的催化剂的XRD谱图。如图4所示，与二氧化钛的特征峰曲线相比，负载0.5wt％铑的催化剂和负载2.5wt％铑的催化剂的特征曲线并没有出现新的特征峰，尤其是没有出现Rh特征峰，其原因在于本发明获得的催化剂中铑的粒径小于1nm，使用XRD无法检测出。
3、采用程序升温还原方法分别对二氧化钛和实施例8中获得的负载2.5wt％铑的催化剂进行测试。
图5为本发明中二氧化钛和负载2.5wt％铑的催化剂的氢气-程序升温还原(H2-TPR)谱图。从图5可以看出，本发明中负载2.5wt％铑的催化剂在50℃具有尖锐的特征峰，证明本发明的催化剂中铑的分散度高。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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