MnO制造技术

本发明专利技术涉及一种MnO

MnO

【技术实现步骤摘要】
MnO2纳米片催化材料及其制备方法、应用
本专利技术涉及环境保护
，特别是涉及一种MnO2纳米片催化材料及其制备方法、应用。
技术介绍
当今社会，人们普遍花费超过80％的时间在室内。由于室内的空气质量和人体健康息息相关，因此，室内空气质量引起了广泛的关注。家具和建筑材料中释放出来的甲醛是室内空气主要污染物，且随着家具和建筑材料的广泛应用和逐渐增长的高消耗使用，室内的甲醛污染问题是无法避免的。甲醛污染问题在新建或者改建的建筑中体现尤为明显。人长期暴露在甲醛中会对人体产生不利的影响，比如头晕，恶心，头疼等等，严重的甚至会致癌。中国乃至全世界对室内甲醛释放影响人类身体健康的关注度日益增加。世界卫生组织WHO将甲醛划分为一类致癌物，在2010年，WHO将室内甲醛的指引值设置为0.1mgm-3(WHOGuidelinesforIndoorAirQuality:SelectedPollutants；WorldHealthOrganizationRegionalOfficeforEurope:Copenhagen,Denmark,2010.)，中国也采用该指引值作为标准值。作为世界上人口最稠密的发展中国家之一，中国在新建的建筑和改建的房屋中的甲醛水平超过了70％，远远超过了安全标准。因此，目前不仅仅需要开发经济实用的甲醛去除技术，也亟需发展新型的催化材料。利用新型催化材料，在室温下将甲醛快速转换成二氧化碳是目前极具应用前景的技术之一。目前已经开发出的高效的甲醛去除材料有负载型Pt催化剂，如1wt％Pt/TiO2，0.1wt％Pt/TiO2，1wt％Pt/Fe2O3以及3wt％Pt/MnOx-CeO2等。它们都展现了在室温下将ppm级的甲醛完全转化为CO2的能力。为了降低成本，目前，廉价的过渡金属氧化物MnO2已经被应用于甲醛的氧化。Sekine等人第一次发现MnO2是在13种商用过渡金属氧化物中活性最好的(Sekine,Y.Atmos.Environ.2002,36,5543-5547.)。张等人也报道了δ-MnO2是4种不同相结构的MnO2中催化氧化甲醛活性最好的，在80℃、GHSV为100Lgcat-1h-1下达到了几乎100％的转换率(Catal.Sci.Technol.2015,5,2305-2313.)。但是，由于大部分非贵金属催化剂催化甲醛的完全转化所要求的温度远高于室温，当温度降低时，甲醛的转换率也大大减少。从而大多数非贵金属催化剂在室温下的甲醛转化率很低，这与室内空气净化需要较高的转化速度不符。同时，在实际应用中，催化剂通常都是粉末状的，在实际应用中并不方便。假如可以大量可控合成特定形貌的催化剂，将极大地促进其实际应用价值。因此，开发制备活性位点多且在室温下能保持较高的活性和较好稳定性的催化剂在甲醛转换、降解臭氧等空气净化方面有巨大的潜力，而且在水处理、超级电容器、储能等领域也有潜在的应用前景。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的之一是提供一种MnO2纳米片催化材料的制备方法，该方法制备得到的MnO2纳米片催化材料在常温下对室内空气污染物具有良好的催化分解能力。具体技术方案如下：一种MnO2纳米片催化材料的制备方法，包括以下步骤：(1)以3～60wt％铵盐水溶液、8～32wt％双氧水溶液和水配制A液；所述铵盐水溶液、双氧水溶液和水的体积比为5～10:1～4:10～40；(2)以浓度为0.02～0.10g/mL的锰盐水溶液作为B液；(3)将所述A液加入所述B液中反应，反应完后过滤、干燥，得MnO2纳米片催化材料；所述铵盐选自硫酸铵、硫酸氢铵、氯化铵、硝酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氢氧化铵、氟化铵、碘化铵或溴化铵。在其中一些实施例中，所述铵盐水溶液中铵盐的浓度为5～50wt％，所述双氧水溶液中双氧水的浓度为10～30wt％。在其中一些实施例中，所述A液和B液的体积比为25～45：8～25。在其中一些实施例中，所述铵盐选自氢氧化铵。在其中一些实施例中，所述铵盐水溶液中铵盐的浓度为3～7wt％；所述双氧水溶液中双氧水的浓度为25～32wt％；所述铵盐水溶液、双氧水溶液和水的体积比为(6～10):(2～3):(28～32)。在其中一些实施例中，所述A液和B液的体积比为(35～45)：(15～25)。在其中一些实施例中，步骤(3)中所述反应的混合方式为超声、搅拌或球磨。在其中一些实施例中，步骤(3)中所述反应的条件包括：在室温下反应0.5～24h。在其中一些实施例中，步骤(3)中所述反应为：在室温下搅拌反应8～14h。在其中一些实施例中，步骤(2)所述锰盐为二氯化锰、二氯化锰四水合物、碳酸锰或草酸锰。在其中一些实施例中，步骤(3)中所述过滤后的反应产物经洗涤后再进行干燥，所述洗涤包括：用水洗涤2～3次。在其中一些实施例中，步骤(3)中所述干燥的过程包括：在60～120℃干燥12～36h。本专利技术的另一目的是提供一种上述制备方法制备得到的MnO2纳米片催化材料。本专利技术的另一目的是提供一种上述的MnO2纳米片催化材料在降解甲醛、臭氧或甲苯中的应用。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过将特定种类的铵盐配合双氧水制备A液，再将A液缓慢加入B液中进行反应，并对A液和B液中各组分的浓度以及两者的配比进行控制，最终制备得到的MnO2纳米片催化材料比表面积高，活性位点多，在常温下对室内空气污染物具有良好的催化分解能力。特别地，经过大量的实验，本专利技术的专利技术人在研究中有重大发现：选择铵盐为氢氧化铵，并合理控制氢氧化铵和双氧水的浓度及配比，所制备得到的MnO2纳米片催化材料在常温下对甲醛、甲苯和臭氧三者的催化分解率都得到了非常显著的提高，对于甲醛的降解率＞95％，对于甲苯的降解率＞82％，对于臭氧的降解率＞90％，催化分解能力十分优异，具有很好的应用前景。本专利技术所述的MnO2纳米片催化材料能够在室温下保持较高的活性和较好的稳定性，在甲醛转换、降解臭氧等空气净化方面有巨大的潜力，而且在水处理、超级电容器、储能等领域也有潜在的应用前景。此外，本专利技术方法制备条件温和，无需加热处理，操作方便、安全，有利于放大生产。附图说明图1为实施例1制备的MnO2纳米片催化材料的SEM图；图2为实施例2制备的MnO2纳米片催化材料的TEM图；图3为实施例2制备的MnO2纳米片催化材料的TEM图(图2的进一步放大倍数图)；图4为实施例3制备的MnO2纳米片催化材料的SEM图；图5为实施例5制备的MnO2纳米片催化材料的TEM图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照实施例对本专利技术进行更全面的描述，以下给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MnO

【技术特征摘要】
1.一种MnO2纳米片催化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以3～60wt％铵盐水溶液、8～32wt％双氧水溶液和水配制A液；所述铵盐水溶液、双氧水溶液和水的体积比为5～10:1～4:10～40；
(2)以浓度为0.02～0.10g/mL的锰盐水溶液作为B液；
(3)将所述A液加入所述B液中反应，反应完后过滤、干燥，得MnO2纳米片催化材料；
所述铵盐选自硫酸铵、硫酸氢铵、氯化铵、硝酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氢氧化铵、氟化铵、碘化铵或溴化铵。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铵盐水溶液中铵盐的浓度为5～50wt％，所述双氧水溶液中双氧水的浓度为10～30wt％；所述A液和B液的体积比为25～45：8～25。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铵盐选自氢氧化铵。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述铵盐水溶液中铵盐的浓度为3～7wt％；所述双氧水溶液中双氧水的浓度为25...

【专利技术属性】
技术研发人员：江春立，吴隐，黄其佩，
申请(专利权)人：广州星帮尼环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44