一种导电多孔材料、原位焦耳热热催化降解甲醛的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种导电多孔材料，包括：多孔材料；包覆在所述多孔材料表面的石墨烯；负载在所述多孔材料中的热催化甲醛的催化剂。本发明专利技术提供了一种原位焦耳热热催化降解甲醛的装置，包括两个导电多孔材料；分别设置在两个导电多孔材料上的正负电极；填充在两个导电多孔材料之间的物理吸附剂，所述正负电极与电源连通，使两个导电多孔材料之间形成回路。本发明专利技术提供的原位焦耳热热催化降解甲醛的装置能够在非常低的功率下，迅速达到热催化降解甲醛所需的温度，能够实现原位加热催化效应，大大降低了热传导等途径所造成的热量损失。本发明专利技术提供的装置结构简单、可加工性强，价格低廉。本发明专利技术还提供了一种原位焦耳热热催化降解甲醛的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种导电多孔材料、原位焦耳热热催化降解甲醛的装置及方法
本专利技术涉及治理环境污染
，尤其涉及一种导电多孔材料、原位焦耳热热催化降解甲醛的装置及方法。
技术介绍
甲醛是室温最主要的挥发污染物之一，它可以从木质的家具、地板和一些绝缘层等地方释放出来，而且释放时间最长能够达到30年。这些释放源的存在会让室内甲醛浓度长期处在远超过WTO所限的安全甲醛的浓度，而这种高浓度甲醛的环境会对人类的呼吸道，眼睛及神经系统带来较大的损害。目前，室内甲醛的去除方法主要集中在物理吸附领域，其原理是通过物理吸附材料如活性炭等将室内的甲醛吸附，从而达到降低室内甲醛浓度的效果。但是，物理吸附材料具有最大吸附量，且会受到环境温度、湿度等影响造成更大的危害。因此，寻求一种有效的除甲醛方法成为本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种导电多孔材料、原位焦耳热热催化降解甲醛的装置及方法，本专利技术提供的装置结构简单、能耗低，具有良好的除甲醛效果。本专利技术提供了一种导电多孔材料优选包括：多孔材料；包覆在所述多孔材料表面的石墨烯；负载在所述多孔材料中的热催化降解甲醛的催化剂。在本专利技术中，所述多孔材料优选为海绵或布类材料，所述布类材料优选为棉布类材料，更优选为矿物棉、涤纶布、矿物布或石英棉布；所述海绵优选为密胺海绵。本专利技术对所述多孔材料的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得。在本专利技术中，所述石墨烯在所述导电多孔材料中的含量优选为0.035～0.055mg/cm3，更优选为0.045mg/cm3～0.055mg/cm3，最优选为0.048mg/cm3～0.052mg/cm3。在本专利技术中，所述导电多孔材料的导电率优选为0.1～0.3S/m，更优选为0.15～0.25S/m，最优选为0.18～0.22S/m。在专利技术中，所述负载的方式优选为喷涂、旋涂或浸润。在本专利技术中，所述热催化降解甲醛的催化剂的负载量优选为20～40mg/cm3，更优选为25～35mg/cm3，最优选为28～32mg/cm3。在本专利技术中，所述热催化降解甲醛的催化剂优选为非贵金属催化剂，更优选为过渡金属氧化物催化剂，所述过渡金属优选为Cu、Co、Mn和Ce中的一种或几种；更优选为MnO2-CeO2催化剂、MnxCo3-xO4催化剂，x为1～2或Co3O4，最优选为Co3O4。本专利技术对于所述热催化降解甲醛的催化剂没有特殊的限制，本领域技术人员可根据实际情况选择合适的能够热催化降解甲醛的催化剂即可，综合考虑成本以及热催化降解甲醛的条件，本专利技术选择非贵金属的能够热催化降解甲醛的催化剂即可。在本专利技术中，所述热催化降解甲醛的催化剂优选为粉末状催化剂。本专利技术对所述热催化降解甲醛的催化剂的来源没有特殊的限制，可按照本领域技术人员熟知的方法制备得到，所述MnO2-CeO2催化剂的制备方法优选为：将Mn(NO3)2.6H2O,KMnO4和(NH4)2Ce(NO3)6配制成混合溶液；将所述混合溶液水浴加热后调节pH值，得到母液；将所述母液进行熟化、过滤、干燥和煅烧，得到MnO2-CeO2催化剂。在本专利技术中，所述混合溶液中Mn(NO3)2.6H2O的浓度优选为0.04～0.08mol/L，更优选为0.05～0.06mol/L，最优选为0.07mol/L；所述混合溶液中KMnO4的浓度优选为0.02～0.06mol/L，更优选为0.03～0.05mol/L，最优选为0.04mol/L；所述混合溶液中(NH4)2Ce(NO3)6的浓度优选为0.05～0.15mol/L，更优选为0.08～0.12mol/L，最优选为0.1mol/L。在本专利技术中，所述水浴加热的温度优选为45～55℃，更优选为48～52℃，最优选为50℃。在本专利技术中优选采用碱液调节pH值，所述碱液的浓度优选为1～3mol/L，更优选为1.5～2.5mol/L，最优选为2mol/L；所述碱液优选为KOH溶液，所述pH值优选调节至10～11，更优选为10.2～10.8，更优选为10.4～10.6，最优选为10.5。在本专利技术中，所述熟化的温度优选为45～55℃，更优选为48～52℃，最优选为50℃；所述熟化的时间优选为1～3小时，更优选为1.5～2.5小时，最优选为2小时。在本专利技术中，所述干燥的方法优选为烘干，所述干燥的温度优选为80～120℃，更优选为90～110℃，最优选为100℃；所述干燥的时间优选为4～8小时，更优选为5～7小时，最优选为6小时。在本专利技术中，所述煅烧的温度优选为480～520℃，更优选为490～510℃，最优选为500℃；所述煅烧的时间优选为4～8小时，更优选为5～7小时，最优选为6小时。在本专利技术中，所述导电多孔材料的制备方法优选为：制备包覆有石墨烯的多孔材料；在所述包覆有石墨烯的多孔材料上负载热催化降解甲醛的催化剂。在本专利技术中，所述包覆有石墨烯的多孔材料的制备方法优选为：对所述包覆有氧化石墨烯的多孔材料进行还原，得到包覆有石墨烯的多孔材料。在本专利技术中，所述包覆有氧化石墨烯的多孔材料的制备方法优选为：将多孔材料浸入氧化石墨烯溶液中然后进行离心分离，得到包覆有氧化石墨烯的多孔材料。在本专利技术中，所述多孔材料与上述技术方案所述多孔材料一致，在此不再赘述。本专利技术对所述多孔材料的尺寸的没有特殊的限制，本领域技术人员可根据实际去除甲醛的浓度或体积选择合适尺寸的多孔材料。在本专利技术中，所述氧化石墨烯溶液的浓度优选为0.5～5mg/mL，更优选为1～4mg/mL，最优选为2～3mg/mL。本专利技术对所述氧化石墨烯溶液的制备方法没有特殊的限制，按照本领域技术人员熟知的方法制备得到即可。在本专利技术中，所述氧化石墨烯溶液的制备方法优选为：将石墨片按照modifiedhummersmethod方法制备得到氧化石墨烯溶液。在本专利技术中，所述离心分离的转速优选为25000～35000转/分，更优选为28000～32000转/分，最优选为30000转/分。在本专利技术中，优选将所述包覆有氧化石墨烯的多孔材料烘干再进行还原。在本专利技术中，所述还原的试剂优选为HI溶液；所述还原的温度优选为90～100℃，更优选为92～98℃，最优选为94～96℃；所述还原的时间优选为1～10s，更优选为2～8s，最优选为3～6s。在本专利技术中，所述还原完成后优选将得到的还原产物清洗后干燥，得到包覆石墨烯的多孔材料。在本专利技术中，所述清洗的试剂优选为乙醇和水；所述干燥的设备优选为烘箱，所述干燥的温度优选为200～220℃，更优选为205～215℃，最优选为210℃；所述干燥的时间优选为2～4小时，更优选为2.5～3.5小时，最优选为3小时。在本专利技术中，所述负载热催化降解甲醛的催化剂的方法优选为：将所述热催化降解甲醛的催化剂分散在溶剂中后加入粘结剂，得到混合溶液；将所述混合溶液喷涂、旋涂或浸润在上述包覆有石墨烯的多孔材料上，然后干燥。在本专利技术中，所述分散的方法优选为超声分散，所述溶剂优选为乙醇溶液；所述粘结剂优选为萘酚。在本专利技术中，所述干燥的方法优选为烘干，所述干燥的温度优选为60～100℃，更优选为70～90℃，最优选为80℃。在本专利技术中，所述干燥过程中优选多次翻转多孔材料以使催化剂能够较为均匀的分布在多孔材料中。本专利技术提供了一种原位焦耳热热催化降解甲醛本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导电多孔材料，包括：多孔材料；包覆在所述多孔材料表面的石墨烯；负载在所述多孔材料中的热催化降解甲醛的催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种导电多孔材料，包括：多孔材料；包覆在所述多孔材料表面的石墨烯；负载在所述多孔材料中的热催化降解甲醛的催化剂。2.根据权利要求1所述的导电多孔材料，其特征在于，所述负载的方式为喷涂、旋涂或浸润。3.根据权利要求1所述的导电多孔材料，其特征在于，所述多孔材料为海绵或布类材料。4.根据权利要求1所述的导电多孔材料，其特征在于，所述石墨烯在导电多孔材料中的含量为0.035～0.055mg/cm3。5.根据权利要求1所述的导电多孔材料，其特征在于，所述热催化降解甲醛的催化剂为非贵金属催化剂。6.一种原位焦耳热热催化降解甲醛的装置，包括：两个导电多孔材料，所述导电多孔材料为权利要求1所述的导电多孔材料；分别设置在两个导...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞书宏，黄晋，葛进，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34