除甲醛、除菌的蜂窝催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种除甲醛、除菌的蜂窝催化剂及其制备方法，属于空气净化材料及其制备方法，现有催化剂材料不适于潮湿环境持久除甲醛、抗菌，本发明专利技术包括催化剂材料、辅助材料和粘结剂，催化剂材料组分为二氧化锰掺杂氧化铁，辅助材料包括多孔材料、有机硅疏水剂和电气石；催化剂材料、辅助材料和粘结剂的质量配比范围为1:(0.25‑0.35):(0.45‑0.55)；辅助材料中有机硅疏水剂的添加质量范围为10%‑15%；辅助材料中电气石的添加质量范围为5%‑10%。本发明专利技术结合现有蜂窝成型工艺，对工艺参数进行优化，制备出具有大比表面积的防水蜂窝状催化剂块状材料。这些内部具有蜂窝状结构的防水催化剂材料能够有效去除甲醛和细菌，而且具有催化效率高、防水性好、使用寿命长、生产效率高的特点。

Honeycomb catalyst for formaldehyde removal and sterilization and preparation method thereof

The invention discloses a honeycomb catalyst for removing formaldehyde and bacteria and a preparation method thereof, which belongs to an air purification material and a preparation method thereof. The existing catalyst material is not suitable for removing formaldehyde and anti-bacteria in a humid environment for a long time. The invention comprises a catalyst material, an auxiliary material and a binder, and the catalyst material component is manganese dioxide doped. Iron oxide, auxiliary materials including porous materials, organosilicon hydrophobic agents and tourmaline; catalyst materials, auxiliary materials and binders in the mass ratio range of 1: (0.25 0.35): (0.45 0.55); auxiliary materials in the organosilicon hydrophobic agent added mass range of 10% 15%; auxiliary materials in the tourmaline added mass range of 5% 1%. 0%. Combining the existing honeycomb forming process, the invention optimizes the technological parameters and prepares the waterproof honeycomb catalyst block material with large specific surface area. These waterproof catalyst materials with honeycomb structure can effectively remove formaldehyde and bacteria, and have the characteristics of high catalytic efficiency, good waterproof, long service life and high production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
除甲醛、除菌的蜂窝催化剂及其制备方法
本专利技术属于空气净化材料及其制备方法，具体涉及一种除甲醛、除菌的蜂窝催化剂及其制备方法。
技术介绍
日常生活中，卫生间或浴室是人们使用频率较高的地方，然而，家庭卫生间的环境较为潮湿，容易滋生细菌，人体排泄物挥发的大肠杆菌等有害细菌，因此卫生间成为细菌繁殖的理想场所。且卫生间易产生氨气等有强刺激性，挥发性气味的气体，有些人喜欢把消毒水、洗衣液等清洁用品集中堆放在卫生间，但是这样可能对人体健康构成威胁。卫生间往往比较狭窄，空气流通不畅，当这些清洁用品蒸发后，卫生间内会积聚有害气体，长期吸入会刺激呼吸道，诱发细胞变异而导致白血病、肺癌等。随着生活水平的提高，人们对于细菌危害的认识也逐步加深。空气中存在的细菌会经过呼吸等方式进入人体，破坏人体生理机能，增加患病几率，严重影响日常工作及生活。因此，部分空气净化器也具有抗菌功能，基于细菌的尺寸大小一般处于0.5～5μm之间，市场上大多数空气净化器通过高效滤网在过滤PM2.5的同时，附带过滤部分细菌的功能，然而此类抗菌方式，仅能过滤少部分尺寸较大的细菌，而对于大部分细菌而言，依然会随气流排入空气中；还有采用等离子技术等高压破坏细菌结构的空气净化器，其在空气净化器正常使用的风量、流速等参数下，抗菌效率较低，而且此类设备在潮湿环境中无法长期使用。综上所述，现有技术中未有适用于卫生间、浴室等潮湿环境中能够持久除甲醛、抗菌的催化剂材料。据文献调查得知，电气石具有一定的抗菌效果，可用来掺入催化剂成型材料中，可作为过滤方式抗菌的后续处理模块，进一步保障使用安全。然而其在催化剂成型材料中的配比和分散性需要进行深入探索。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有技术的催化剂材料不适于卫生间、浴室等潮湿环境持久除甲醛、抗菌的缺陷，提供一种除甲醛、除菌的蜂窝催化剂及其制备方法。为达到上述目的，本专利技术的除甲醛、除菌的蜂窝催化剂，其特征是：其包括催化剂材料、辅助材料和粘结剂；所述催化剂材料组分为二氧化锰掺杂氧化铁；所述的辅助材料包括多孔材料、有机硅疏水剂和电气石；所述的催化剂材料、辅助材料和粘结剂的质量配比为1:(0.25-0.35):(0.45-0.55)；所述的辅助材料中有机硅疏水剂的添加质量范围为10%-15%；所述辅助材料中电气石的添加质量范围为5%-10%。作为本专利技术催化剂的优选技术手段：所述的多孔材料为活性炭或分子筛中的一种。作为本专利技术催化剂的优选技术手段：所述的粘结剂为高岭土或凹凸棒土中的一种。作为本专利技术催化剂的优选技术手段：所述的多孔材料为分子筛，所述的粘结剂为高岭土；组成该蜂窝催化剂的组分的质量份数为：二氧化锰35份，氧化铁15份，分子筛13.5份，有机硅疏水剂1.75份，电气石2.5份，高岭土25份。作为本专利技术催化剂的优选技术手段：所述的多孔材料为分子筛，所述的粘结剂为凹凸棒土；组成该蜂窝催化剂的组分的质量份数为：二氧化锰30份，氧化铁20份，分子筛10.25份，有机硅疏水剂1.25份，电气石1份，凹凸棒土22.5份。为达到上述目的，本专利技术的除甲醛、除菌的蜂窝催化剂的制备方法，其特征是包括以下步骤：S1.疏水改性：将疏水剂加入辅助材料中，搅拌混合均匀；S2.混料：将催化剂粉末材料、经疏水改性的辅助材料、粘结剂按照配比进行充分混合得混合粉料；S3.成泥：混料所得混合粉料中加入水，将其调成泥状物料；S4.练泥：采用练泥机把成泥所得泥状物料制备成均匀无气泡且具有一定硬度的泥状物料；S5.挤压成型：将上述练泥完成的泥状物料加入至螺杆挤出机中，结合蜂窝状结构的模具挤压制备出具有蜂窝状多孔结构的催化剂块状湿物料；S6.干燥处理：将催化剂块状湿物料进行烘干处理，得到蜂窝状催化剂材料成品，所述的烘干处理过程包括室温阴干和加热干燥过程。作为本专利技术制备方法的优选技术手段：所述室温阴干的时间为36-72h。作为本专利技术制备方法的优选技术手段：所述加热干燥的温度为90-120℃，加热干燥的时间为5-10h。与现有技术相比，本专利技术催化剂成分为对有害气体具有明显催化分解作用的过渡金属氧化物催化剂材料，不仅可在常温下高效催化分解甲醛，而且具有一定的抗菌性能，该类催化剂组成采用了成本低廉锰和铁，并在制备过程中优化组分的物料配比，保证了成型后的催化剂材料催化性能；采用有机硅疏水剂改性过的大比表面积的多孔材料作为辅助材料，在保证蜂窝催化剂具有大比表面积的同时，能够大大增加成型后催化剂材料的防水性，防止催化性能衰减，提高该蜂窝催化剂材料的使用寿命；采用电气石作为抗菌辅料，并在制备过程中优化配比，提高催化剂附加的抗菌性能；采用挤压成型工艺并对本专利技术所述的蜂窝催化剂的成型工艺条件进行优化，克服了催化剂量产性能偏低的问题，大大提高产品的生产效率。此外，该催化剂的组分为具有氧化性的过渡金属，对常见的臭味如氨气、硫化氢具有一定的催化分解效果，因此还能够有效去除卫生间异味。该制备方法得到的挤压成型蜂窝催化剂材料具有除甲醛性能稳定、抗菌、产品生产效率高、防水性能好的特点。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术做进一步说明。本专利技术的除甲醛、除菌的蜂窝催化剂，包括催化剂材料、辅助材料和粘结剂；催化剂材料组分为二氧化锰掺杂氧化铁；辅助材料包括多孔材料、有机硅疏水剂和电气石；催化剂材料、辅助材料和粘结剂的质量配比为1:(0.25-0.35):(0.45-0.55)；辅助材料中有机硅疏水剂的添加质量范围为10%-15%；辅助材料中电气石的添加质量范围为5%-10%。具体的，多孔材料为活性炭或分子筛中的一种。粘结剂为高岭土或凹凸棒土中的一种。尤其是：多孔材料为分子筛，粘结剂为高岭土；组成该蜂窝催化剂的组分的质量份数为：二氧化锰35份，氧化铁15份，分子筛13.5份，有机硅疏水剂1.75份，电气石2.5份，高岭土25份。或者，多孔材料为分子筛，粘结剂为凹凸棒土；组成该蜂窝催化剂的组分的质量份数为：二氧化锰30份，氧化铁20份，分子筛10.25份，有机硅疏水剂1.25份，电气石1份，凹凸棒土22.5份。本专利技术的的除甲醛、除菌的蜂窝催化剂的制备方法，包括以下步骤：S1.疏水改性：将疏水剂加入辅助材料中，搅拌混合均匀；与混料步骤分开能在实际操作中提高疏水剂在辅助材料中的混合均匀程度，保证最终产品疏水性的均匀。S2.混料：将催化剂粉末材料、经疏水改性的辅助材料、粘结剂按照配比进行充分混合得混合粉料；S3.成泥：混料所得混合粉料中加入水，将其调成泥状物料；防止气泡影响蜂窝结构，在烘干室容易导致蜂窝开裂，降低蜂窝结构的机械强度；S4.练泥：采用练泥机把成泥所得泥状物料制备成均匀无气泡且具有一定硬度的泥状物料；S5.挤压成型：将上述练泥完成的泥状物料加入至螺杆挤出机中，结合蜂窝状结构的模具挤压制备出具有蜂窝状多孔结构的催化剂块状湿物料；S6.干燥处理：将催化剂块状湿物料进行烘干处理，得到蜂窝状催化剂材料成品，所述的烘干处理过程包括室温阴干和加热干燥过程。作为优选，室温阴干的时间为36-72h。加热干燥的温度为90-120℃，加热干燥的时间为5-10h。实施例1一种除甲醛、抗菌的蜂窝催化剂，组分及其质量份数如下：二氧化锰35Kg；氧化铁15Kg；分子筛13.5Kg；有机硅疏水剂1.75Kg本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.除甲醛、除菌的蜂窝催化剂，其特征是：其包括催化剂材料、辅助材料和粘结剂；所述催化剂材料组分为二氧化锰掺杂氧化铁；所述的辅助材料包括多孔材料、有机硅疏水剂和电气石；所述的催化剂材料、辅助材料和粘结剂的质量配比为1:(0.25‑0.35):(0.45‑0.55)；所述的辅助材料中有机硅疏水剂的添加质量范围为10%‑15%；所述辅助材料中电气石的添加质量范围为5%‑10%。

【技术特征摘要】
1.除甲醛、除菌的蜂窝催化剂，其特征是：其包括催化剂材料、辅助材料和粘结剂；所述催化剂材料组分为二氧化锰掺杂氧化铁；所述的辅助材料包括多孔材料、有机硅疏水剂和电气石；所述的催化剂材料、辅助材料和粘结剂的质量配比为1:(0.25-0.35):(0.45-0.55)；所述的辅助材料中有机硅疏水剂的添加质量范围为10%-15%；所述辅助材料中电气石的添加质量范围为5%-10%。2.根据权利要求1所述的除甲醛、除菌的蜂窝催化剂，其特征是：所述的多孔材料为活性炭或分子筛中的一种。3.根据权利要求1所述的除甲醛、除菌的蜂窝催化剂，其特征是：所述的粘结剂为高岭土或凹凸棒土中的一种。4.根据权利要求1所述的除甲醛、除菌的蜂窝催化剂，其特征是：所述的多孔材料为分子筛，所述的粘结剂为高岭土；组成该蜂窝催化剂的组分的质量份数为：二氧化锰35份，氧化铁15份，分子筛13.5份，有机硅疏水剂1.75份，电气石2.5份，高岭土25份。5.根据权利要求1所述的除甲醛、除菌的蜂窝催化剂，其特征是：所述的多孔材料为分子筛，所述的粘结剂为凹凸棒土；组成该蜂窝催化剂的组分...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙德富，陈鑫明，
申请(专利权)人：奥普家居股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33