一种催化剂活化方法技术

本发明专利技术公开了一种催化剂活化方法，所述催化剂活化方法包括以下步骤：催化剂活化剂上载到固相载体上；催化剂上载到固相载体上；催化剂利用催化剂活化剂氧化反应产生可控的热量，实现催化剂的活化。本发明专利技术揭示催化剂活化方法的优越效果在于：本发明专利技术公开新的催化剂活化技术，能够攻克空气净化器小型化的难关。这种方法实用例之一，使用泡沫陶瓷为载体、来自植物的液体状混合物为催化剂、可控化学热能提供能量，实现在室温条件下，可以用少量的催化剂完成大量氧气的活化，我们称之为“瓷液能”(Promoted by Enthalpy,PBE)。本发明专利技术所揭示的固相催化体系，可以根据需要制造成各种形状，如网状、片状、球状、棒状、环状等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种催化剂活化方法，更具体的说，是一种利用可控化学反应热能，强化催化剂的活化氧气的能力，在较短的时间内，利用少量催化剂、活化大量氧的技术。
技术介绍
通过活化氧气来清除空气中的有机物包括微生物，同时凝聚空气中的较大颗粒、以利于颗粒的过滤和沉降，这是空气净化领域中最重要的技术。但是这种技术的应用，要达到理想的空气净化效果，需要较大的体积或其它相关条件，例如高压放电方法来激活空气中的氧气、或者电极活化方法，这种方法需要消耗较多的能量。二是需要解决过量的、未使用的臭氧以及副产的氧化氮，防止它们溢出空气净化器危害人体健康和腐蚀室内器物。因此采用这种技术的完整空气净化器，所谓完整，就是指能够彻底实现空气净化，又不产生二次污染物，臭氧和氧化氮都属于二次污染物，从而需要较大的体积。采用紫外线照射方法活化空气中的氧，同样会产生臭氧和氧化氮，同样的原因导致完整空气净化器的体积较大。在室温条件下使用化学催化剂的方法催化、活化空气中的氧气，已知的所有催化剂在室温环境下活化氧气的速度慢，因此需要较多的催化剂来达到较好的空气净化效果。化学催化方法中，催化剂的用量大，放置催化剂的空间大，导致完整空气净化器的体积大。例如，我们通过水解纯天然高分子有机物(Natural Organic Polymers)技术，从植物中分离出一种黏稠液体状混合物产品如PCT/CN2013/084241中公开。这个混合物除了具备吸收固定空气中甲醛的能力外，还有活化空气中氧气的能力。虽然这种化学催化剂方法不会产生臭氧和氧化氮，但是，这种方法活化氧气的能力较弱，只能用于氧化易于被氧化的有机物、如甲醛，对空气中的苯、甲苯、等挥发性有机物，基本没有任何氧化破坏作用。日常生活中，很多情况下都需要对空间狭小的地方进行空气净化，例如汽车内、帐篷内、婴儿推车内、甚至于个人呼吸系统等。这些地方一是无法提供大功率的用电需求，二是体积太小，无法摆放正常体积的空气净化器。而市场上单纯的HEPA(High Efficiency Particulate Air)过滤网的空气净化器，只能除去空气中的微粒，对于挥发性有机物、腐蚀性气体、部分病毒等是无能为力的。对比三种已知的活化氧气的技术，可以发现，化学催化的方法，不会产生可能造成二次污染的臭氧和氧化氮，不用考虑如何去除氧化氮和过量臭氧。如果能够强化化学催化剂的活性，使之能够大量的活化空气中的氧气，就可以使用少量的催化剂、来实现较强的空气净化功能，从而达到小型化空气净化器的目的。已知的活化催化剂的方法有两种，一种方法是光催化活化，即利用光子的能量，来提高催化剂的能量水平，从而达到活化大量氧气的目的。这种光子一般是紫外光，耗能较大，需额外组件来清除臭氧和氧化氮，体积也无法做小，不太适宜于全能微型空气净化器。另外一种已知的活化催化剂的方法，叫机械活化(mechanical activation)，即使用超声波的震动，利用震动机械能来活化催化剂。这种方法需要产生超声的装置，体积大，也不太适用于全能微型空气净化器。我们需要一种全新的催化剂活化方法，适用于全能微型空气净化器。
技术实现思路
本专利技术提供一种催化剂活化方法，以解决现有活化催化剂技术利用紫外光能量活化氧气，需额外功能组件清除产生的臭氧和氧化氮，总体积较大；而机械活化技术利用超声波震动活化催化剂，体积大，不适应于全能微型空气净化器的技术问题。为了解决以上技术问题，本专利技术采取的技术方案是：一种催化剂活化方法，所述催化剂活化方法包括以下步骤：(1)催化剂活化剂上载到固相载体上；(2)催化剂上载到固相载体上；(3)催化剂利用催化剂活化剂氧化反应产生可控的热量，实现催化剂的活化。优选为，所述催化剂活化剂为稳定的金属微粒，所述金属微粒包括锰、铁、铜、锡。优选为，所述催化剂活化剂是铁。优选为，所述催化剂包括从植物中提取出的黏稠液体产物，氧化锰、氧化铜、氧化铈、多聚金属氧酸盐(Polyoxometalates)、以及多聚金属氧酸盐对应的过渡金属取代的盐类。优选为，所述多聚金属氧酸盐类包括多聚钨酸盐[PW12O40]3-阴离子，多聚钒钼酸盐[PV2Mo10O40]5-阴离子，所述盐包括碱金属、碱土金属以及部分过渡金属的水溶性盐，所述水溶性盐包括钾盐、钠盐、铵盐、钙盐、镁盐、铜盐、铁盐，所述多聚金属氧酸盐对应的过渡金属选自钌和铜。优选为，步骤(1)中催化剂活化剂上载到固相载体上的方法包括干粉铁粉纳米级上载法、湿法铁粉上载法和液相直接还原法。优选为，所述液相直接还原法将水溶性的铁盐制备为合适浓度的水溶液，并将固相载体浸入水溶液内，在超声波的作用和氮气保护下，将铁盐还原为元素铁，单纯的元素铁为纳米级的颗粒，铁含量占质量比为1％-20％。优选为，步骤(2)中催化剂上载到固相载体上优选采用饱和溶液浸泡方法，在氮气保护下，将上载有元素铁的固相载体浸入催化剂的饱和水溶液中，取出浸泡好的固相载体，在氮气环境下干燥。优选为，所述催化剂单独使用。优选为，所述催化剂合在一起使用。优选为，所述催化剂为固体催化剂，所述固体催化剂为纳米级的颗粒状，所述固体催化剂单独使用的重量含量为0.2％-2％。优选为，所述固体催化剂为氧化锰、氧化铜、氧化铈/载体催化剂，所述氧化锰、氧化铜、氧化铈合在一起使用，在固体催化剂中，所述氧化锰的重量含量为0.1％-1％，所述氧化铈的重量含量为0.1％-1％、所述氧化铜的重量含量为0.1％-1％。优选为，所述固相载体为硅藻土、蛭石、高岭土、膨润土、硅灰石、海泡石、硅胶、多孔分子筛、玻璃片、玻璃纤维网、空心玻璃珠、玻璃螺旋管、玻璃筒、普通陶瓷、泡沫陶瓷。优选为，所述固相载体为海泡石和铝硅酸盐泡沫陶瓷。优选为，所述催化剂活化剂和催化剂的比例在10：1-100：1之间。本专利技术揭示新的催化剂活化技术，能够攻克空气净化器小型化的难关。这种方法实用例之一，使用泡沫陶瓷为载体、来自植物的液体状混合物为催化剂、可控化学热能提供能量，实现在室温条件下，可以用少量的催化剂完成大量氧气的活化，我们称之为“瓷液能”(Promoted by Enthalpy,PBE)。本专利技术所揭示的固相催化体系，可以根据需要制造成各种形状，如网状、片状、球状、棒状、环状等。具体实施方式本专利技术催化剂活化技术是一种全新的、在室温下能够有效活化氧气活化催化剂的方法。这种方法既不需要使用光子能量，也不使用机械能量如超声波能。本专利技术设计思路是利用可控化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化剂活化方法，其特征在于，所述催化剂活化方法包括以下步骤：(1)催化剂活化剂上载到固相载体上；(2)催化剂上载到固相载体上；(3)催化剂利用催化剂活化剂氧化反应产生可控的热量，实现催化剂的活化。

【技术特征摘要】
1.一种催化剂活化方法，其特征在于，所述催化剂活化方法包括以下步骤：
(1)催化剂活化剂上载到固相载体上；
(2)催化剂上载到固相载体上；
(3)催化剂利用催化剂活化剂氧化反应产生可控的热量，实现催化剂的活化。
2.根据权利要求1所述的催化剂活化方法，其特征在于，所述催化剂活化剂为稳定的金属微粒，所述金属微粒包括锰、铁、铜、锡。
3.根据权利要求2所述的催化剂活化方法，其特征在于，所述催化剂活化剂是铁。
4.根据权利要求3所述的催化剂活化方法，其特征在于，所述催化剂包括从植物中提取出的黏稠液体产物，氧化锰、氧化铜、氧化铈、多聚金属氧酸盐(Polyoxometalates)以及多聚金属氧酸盐对应的过渡金属取代的盐类。
5.根据权利要求4所述的催化剂活化方法，其特征在于，所述多聚金属氧酸盐类包括多聚钨酸盐[PW12O40]3-阴离子，多聚钒钼酸盐[PV2Mo10O40]5-阴离子，所述盐包括碱金属、碱土金属以及部分过渡金属的水溶性盐，所述水溶性盐包括钾盐、钠盐、铵盐、钙盐、镁盐、铜盐、铁盐，所述多聚金属氧酸盐对应的过渡金属选自钌和铜。
6.根据权利要求5所述的催化剂活化方法，其特征在于，步骤(1)中催化剂活化剂上载到固相载体上的方法包括干粉铁粉纳米级上载法、湿法铁粉上载法和液相直接还原法。
7.根据权利要求6所述的催化剂活化方法，其特征在于，所述液相直接还原法将水溶性的铁盐制备为合适浓度的水溶液，并将固相载体浸入水溶液内，在超声波的作用和氮气保护下，将铁盐还原为元素铁，单纯的元素...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱作霖，
申请(专利权)人：宁波市雨辰环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33