一种常温催化分解甲醛的活性炭催化剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种常温催化分解甲醛的活性炭催化剂的制备方法，包括以下步骤：A、活性炭的高温水蒸气法预处理；B、制备双金属盐溶液；C、制备改性活性炭；D、制备疏水剂；E、将改性后的活性炭加入疏水剂中进行浸泡，之后进行烘干，即得到活性炭催化剂。本发明专利技术中，在催化剂制备过程中无水洗及废水排放，节约成本，工艺简化，提高活性炭的使用寿命；本发明专利技术采用的改性剂的组分少，改性剂的量也少，可以对其进行精准的控制，工艺简单，易规模化生产；改性后具有超疏水、高吸附和快速室温催化分解甲醛的性质。

Preparation method of activated carbon catalyst for catalytic decomposition of formaldehyde at room temperature

The invention discloses a method for preparing activated carbon catalyst for catalytic decomposition of formaldehyde at room temperature, which comprises the following steps: high temperature steam pretreatment A, activated carbon; B, preparation of double metal salt solution; C, preparation of modified activated carbon; D, preparation of hydrophobic agent; E, will be changed activated carbon after the addition of hydrophobic agent in immersion, after drying, obtain the activated carbon catalyst. In the invention, the catalyst preparation and no washing wastewater, the process of saving cost, simplifying the process, improve the service life of the active carbon; modifier of the invention adopts the small group, the amount of modifier is less, can carry out precise control of the process is simple, easy to scale production; modified with super hydrophobic property and high adsorption and catalytic decomposition of formaldehyde at room temperature.

【技术实现步骤摘要】
一种常温催化分解甲醛的活性炭催化剂的制备方法
本专利技术涉及活性炭催化剂制备
，具体为一种常温催化分解甲醛的活性炭催化剂的制备方法。
技术介绍
生活中对人体造成伤害的甲醛，可以说无处不在。涉及的物品包括家具、木地板；童装、免烫衬衫；快餐面、米粉；水泡鱿鱼、海参、牛百叶、虾仁；甚至小汽车。不难看出，衣、食、住、行——我们生活最重要的四件事，甲醛竟然全部染指了，无处不在的甲醛让人忧心忡忡。因此研究甲醛的处理方法对我们来说具有至关重要的社会和环保问题。在多种处理甲醛的技术中，等温等离子体法和光催化氧化法成本高、能耗大，易带来二次污染。吸附回收是一种成本较低、操作简便的操作方法，硅胶、分子筛、活性炭等多孔材料都可以用来吸附回收甲醛，其中活性炭材料是经过加工处理所得的无定形碳，内部含有大量微孔，具有巨大无比的表面积，能有效地去除色度、臭味，可去除二级出水中大多数有机污染物和某些无机物，包含某些有毒的重金属，对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒等都有良好的吸附能力，所以得到了广泛的应用。催化氧化法是另一种广泛使用的方法，它是在常温常压下以氧气为催化剂可以将甲醛氧化为二氧化碳和水，催化剂的使用寿命长。在使用的很多场合，我们需要活性炭具有很强的憎水性，但是未经过处理的活性炭都有很强的亲水吸水性，亲水的活性炭会吸附空气中的水分，易达到吸附饱和状态，活性炭内部的微细孔道会被水分子阻塞，无吸附再生能力，从而对甲醛的吸附容量降低，因此具有憎水性的活性炭尤为重要。在疏水活性炭的制备方法上已有很多专利（201310223296.9、201310284996.9），但这些专利的申请都需要有一个高温活化或者强酸强碱氧化处理才具有疏水能力，经过这些处理的活性炭不仅不利于回收利用同时也会降低其自身的吸附活性。也有专利报道（201210476531.9)用三甲基氯硅烷作为改性剂，由于该改性剂是剧毒物质，所以此方法非常不环保。总之已有的方法不是成本高就是稳定性差，不环保，或者使用一段时间后憎水性降低。因此探索新的温和条件下制备疏水活性炭的方法是十分必要的。单独活性炭吸附主要依靠其结构中的微孔的吸附作用，随着时间的延长，活性炭对甲醛的吸附就会达到饱和，失去吸附性能。所以我们通过提高活性炭活性位点数量、增大活性炭的孔径等改性方法提高其对甲醛的吸附性能。目前对活性炭的研究主要集中在酸、碱、盐改性上，该种方法下制备出的活性炭只是提高了其对甲醛的吸附速率和吸附容量，并不能从根本上解决甲醛的去除，反而会因为吸附过量变成污染源，使空气二次污染。用于消除甲醛的催化剂主要有金属和非贵金属催化剂，非贵金属催化剂室温下处理甲醛的能力较差，贵金属Au、Pd、Pt等能够高效处理甲醛，然而常见的负载贵金属的催化剂往往需要先制备好载体，之后在通过还原法将催化剂负载在载体上，制备工艺复杂，成本高。因此寻找简单的负载催化剂的方法是非常有实际意义的。目前的专利技术中有单独做疏水活性炭提高疏水性能的、有做改性活性炭提高吸附能力的、有利用催化剂催化甲醛的，但还没有人将以上三方面因素综合考虑制备一种既疏水又能提高吸附容量并且还具有催化能力的活性炭。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种常温催化分解甲醛的活性炭催化剂的制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种常温催化分解甲醛的活性炭催化剂的制备方法,包括以下步骤：A、活性炭的高温水蒸气法预处理：取4-8目的椰壳活性炭为原料，将其用蒸馏水清洗干净后，放在蒸馏水中浸泡30min-40min，然后放入烘箱中180℃-200℃烘干180min-200min，冷却至室温后将预处理样置于自封袋中保存备用；B、制备双金属盐溶液：将氯铂酸和硝酸盐加入蒸馏水中，在室温下搅拌30min-40min后，得双金属盐溶液；C、制备改性活性炭：D、制备疏水剂：将有机氟硅聚合物溶液加入水中，混合后得到混合液，再向该混合溶液中加入固化剂搅拌均匀，配成固含量为1%的疏水剂；E、将改性后的活性炭加入疏水剂中进行浸泡，之后进行烘干，即得到活性炭催化剂：将步骤C改性后的活性炭倒入步骤D的疏水剂中，待充分浸泡后，取出活性炭并放在烘箱中180℃-200℃烘干180min-200min，即得到活性炭催化剂。优选的，所述步骤C中改性活性炭制备步骤包括如下流程：a、将步骤A中的活性炭加入步骤B中的双金属盐溶液中浸泡20min-40min；b之后取出活性炭并放在烘箱中180℃-200℃烘干180min-200min；c、之后将活性炭放入煅烧炉中煅烧，煅烧过程中通入氮气；煅烧温度为450℃-500℃；氮气流量为10-20L/min；煅烧时间为120min-150min；之后缓慢冷却至室温，得到改性后的活性炭。优选的，所述步骤E中改性活性炭浸泡后烘干温度为160℃-180℃，时间为80min-120min。优选的，所述步骤B中的硝酸盐采用硝酸铜、硝酸镍、硝酸钴或硝酸铁中的一种或多种混合物。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术利用椰壳炭为原料，具有制备工艺简单，成本低等优点；本专利技术中，在催化剂制备过程中无水洗及废水排放，节约成本，工艺简化，提高活性炭的使用寿命；本专利技术采用的改性剂的组分少，改性剂的量也少，可以对其进行精准的控制，工艺简单，易规模化生产；改性后具有超疏水、高吸附和快速室温催化分解甲醛的性质；此外，本专利技术制备的改性活性炭具有1500m2/g的比表面积和CADR大于400快速吸附能力，以及持久分解甲醛的能力CCM值大于1500mg；本专利技术不同于平常活性炭改性中的酸性，碱性和盐溶液改性，我们采用高温水蒸气法也可以达到造孔，扩孔的作用，操作简单，方便，提高了其对甲醛的吸附速率和增加其对甲醛的吸附容量。本专利技术中的超疏水活性炭具有非常好的疏水性，在空气中放置1个月，对甲醛吸附性能无影响，使用寿命长。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。实施例一：本专利技术提供如下技术方案：一种常温催化分解甲醛的活性炭催化剂的制备方法,包括以下步骤：A、活性炭的高温水蒸气法预处理：取4目的椰壳活性炭为原料，将其用蒸馏水清洗干净后，放在蒸馏水中浸泡30min，然后放入烘箱中180℃烘干180min，冷却至室温后将预处理样置于自封袋中保存备用；B、制备双金属盐溶液：将氯铂酸和硝酸盐加入蒸馏水中，在室温下搅拌30min后，得双金属盐溶液；C、制备改性活性炭：D、制备疏水剂：将有机氟硅聚合物溶液加入水中，混合后得到混合液，再向该混合溶液中加入固化剂搅拌均匀，配成固含量为1%的疏水剂；E、将改性后的活性炭加入疏水剂中进行浸泡，之后进行烘干，即得到活性炭催化剂：将步骤C改性后的活性炭倒入步骤D的疏水剂中，待充分浸泡后，取出活性炭并放在烘箱中180℃烘干180min，即得到活性炭催化剂。本实施例中，步骤C中改性活性炭制备步骤包括如下流程：a、将步骤A中的活性炭加入步骤B中的双金属盐溶液中浸泡20min；b之后取出活性炭并放在烘箱中180℃烘干180min；c本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种常温催化分解甲醛的活性炭催化剂的制备方法,其特征在于：包括以下步骤：A、活性炭的高温水蒸气法预处理：取4‑8目的椰壳活性炭为原料，将其用蒸馏水清洗干净后，放在蒸馏水中浸泡30min‑40min，然后放入烘箱中180℃‑200℃烘干180min‑200min，冷却至室温后将预处理样置于自封袋中保存备用；B、制备双金属盐溶液：将氯铂酸和硝酸盐加入蒸馏水中，在室温下搅拌30min‑40min后，得双金属盐溶液；C、制备改性活性炭：D、制备疏水剂：将有机氟硅聚合物溶液加入水中，混合后得到混合液，再向该混合溶液中加入固化剂搅拌均匀，配成固含量为1%的疏水剂；E、将改性后的活性炭加入疏水剂中进行浸泡，之后进行烘干，即得到活性炭催化剂：将步骤C改性后的活性炭倒入步骤D的疏水剂中，待充分浸泡后，取出活性炭并放在烘箱中180℃‑200℃烘干180min‑200min，即得到活性炭催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种常温催化分解甲醛的活性炭催化剂的制备方法,其特征在于：包括以下步骤：A、活性炭的高温水蒸气法预处理：取4-8目的椰壳活性炭为原料，将其用蒸馏水清洗干净后，放在蒸馏水中浸泡30min-40min，然后放入烘箱中180℃-200℃烘干180min-200min，冷却至室温后将预处理样置于自封袋中保存备用；B、制备双金属盐溶液：将氯铂酸和硝酸盐加入蒸馏水中，在室温下搅拌30min-40min后，得双金属盐溶液；C、制备改性活性炭：D、制备疏水剂：将有机氟硅聚合物溶液加入水中，混合后得到混合液，再向该混合溶液中加入固化剂搅拌均匀，配成固含量为1%的疏水剂；E、将改性后的活性炭加入疏水剂中进行浸泡，之后进行烘干，即得到活性炭催化剂：将步骤C改性后的活性炭倒入步骤D的疏水剂中，待充分浸泡后，取出活性炭并放在烘箱中180℃-200℃烘干180min-200min，即得到活性炭催化剂。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴子豹，包莎，王斐，
申请(专利权)人：南通斐腾新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32