甲醛吸附-催化分解复合材料、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了甲醛吸附‑催化分解复合材料、制备方法及应用。所述甲醛吸附‑催化分解复合材料主要由具有核壳结构的颗粒构成，其中：核壳结构的核主要由VOC物理吸附剂构成；核壳结构的壳主要由甲醛分解催化剂构成。甲醛吸附‑催化分解复合材料具有核壳结构，因此兼具物理吸附和化学催化分解功能；以VOC物理吸附剂为基体负载甲醛分解催化剂可以提升甲醛分解催化剂的分散性，从而提升催化效率；位于核部分的VOC物理吸附剂可以吸附一些致使甲醛分解催化剂中毒的物质，延长甲醛分解催化剂的寿命；VOC物理吸附剂通过吸附后让甲醛停留时间变长，从而更有利于使甲醛分解催化剂有足够时间催化分解甲醛。

【技术实现步骤摘要】
甲醛吸附-催化分解复合材料、制备方法及应用本申请为申请号为2019110855583、申请日为2019年11月8日、名称为“甲醛吸附-催化分解复合材料、制备方法及应用”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及甲醛净化的
，具体而言，涉及甲醛吸附-催化分解复合材料、制备方法及应用。
技术介绍
空气中的污染物主要分为固体污染物和气体污染物。针对空气中的固体污染物(如PM10、PM2.5)污染，一般通过物理过滤(即通过物理方式实现特定对象的分离)去除；针对空气中的气体污染物(如VOC，即有机气态物质)，一般通过化学过滤(即利用物质化学性质实现特定对象的分离)去除。甲醛则是气态污染物中对人体危害较大物质。在利用化学过滤去除甲醛方面，采用金属氧化物中的二氧化锰作为甲醛净化材料已被认为是可行而且在一些方面具备一定优势的方式。目前，作为甲醛净化材料的二氧化锰限定为纳米级二氧化锰，由此才能具备足够的比表面积以使该甲醛净化材料达到使用上可接受的甲醛去除率。但是纳米级的二氧化锰比表面积大，表面能高，很容易发生团聚而降低催化效率，并且一旦放置不当或使用不当则容易被人体吸入体内而危害人体健康，同时纳米级的二氧化锰容易因催化剂中毒现象而失活。
技术实现思路
基于上述
技术介绍
，在开发新型空气净化解决方案的过程中，完成了以下专利技术创造。一方面，完成的第一组专利技术创造包括甲醛吸附-催化分解复合材料、甲醛吸附-催化分解复合材料的制备方法、甲醛净化多孔薄膜以及甲醛净化多孔薄膜的制备方法，以解决甲醛净化材料存在的寿命短、催化效率低和使用不便的技术问题。一方面，完成的第二组专利技术创造包括甲醛净化多孔薄膜以及甲醛净化多孔薄膜的制备方法，以解决甲醛净化材料存在的寿命短、催化效率低和和使用不便的技术问题。一方面，完成的第三组专利技术创造包括甲醛净化材料制剂、甲醛净化材料制剂的制备方法以及甲醛分解催化组件，以解决甲醛净化材料存在的使用不便的技术问题。一方面，完成的第四组专利技术创造包括甲醛净化材料制剂、甲醛净化材料制剂的制备方法以及甲醛分解催化组件，以解决甲醛净化材料存在的使用不便的技术问题。第一组专利技术创造中甲醛吸附-催化分解复合材料、甲醛吸附-催化分解复合材料的制备方法、甲醛净化多孔薄膜以及甲醛净化多孔薄膜的制备方法的技术方案如下：甲醛吸附-催化分解复合材料，所述甲醛吸附-催化分解复合材料主要由具有核壳结构的颗粒构成，其中：核壳结构的核主要由VOC物理吸附剂构成；核壳结构的壳主要由甲醛分解催化剂构成。进一步地是，所述甲醛分解催化剂由分散于所述VOC物理吸附剂颗粒表面且主要由δ晶型的MnO2纳米片形成的亚微米-微米级花球状颗粒所构成。进一步地是，所述亚微米-微米级花瓣状颗粒的直径主要分布在0.1～5μm之间；优选地，所述亚微米-微米级花瓣状颗粒的直径主要分布在0.3～5μm之间；进一步优选地，所述亚微米-微米级花瓣状颗粒的直径主要分布在0.5～5μm之间；更进一步优选地，所述亚微米-微米级花瓣状颗粒的直径主要分布在0.5～3μm之间。进一步地是，所述VOC物理吸附剂为活性炭、硅藻土、硅胶、分子筛、活性氧化铝中的任意几种；其中，所述活性炭的粒度优选为100～400目。进一步地是，所述甲醛分解催化剂由附着于所述VOC物理吸附剂颗粒表面的反应液原位生成。甲醛吸附-催化分解复合材料的制备方法，包括步骤：将VOC物理吸附剂分散于反应液中，使该反应液在VOC物理吸附剂颗粒表面原位生成甲醛分解催化剂，即得到甲醛吸附-催化分解复合材料。进一步地是，所述反应液由高锰酸钾、硫酸锰和水构成，制备方法具体包括以下步骤：A.将高锰酸钾溶液置于第一滴定管中，将硫酸锰溶液置于第二滴定管中，第一滴定管中高锰酸钾与第二滴定管中的硫酸锰之间物质的量之比为(1～1.34):1，第一滴定管中高锰酸钾溶液的浓度为60～110g/L，若设第一滴定管中的高锰酸钾溶液的体积或第二滴定管中的硫酸锰溶液的体积为基准体积，则基准体积不少于50L；B.在混合反应器中加入VOC物理吸附剂以及体积为基准体积2倍以上的底水；C.分别将第一滴定管中的高锰酸钾溶液和第二滴定管中的硫酸锰溶液滴加至所述混合反应器中的底水中，确保在10～45min内同时将第一滴定管中的高锰酸钾溶液和第二滴定管中的硫酸锰溶液全部滴加完毕，然后在70～90℃下对混合液进行充分搅拌直至反应完成；D.从反应完成后的混合液中固液分离得到甲醛吸附-催化分解复合材料。进一步地是，所述VOC物理吸附剂为活性炭，所述活性炭的粒度为100～400目，所述活性炭的质量为第一滴定管中高锰酸钾质量的5％～50％。进一步地是，第一滴定管中高锰酸钾溶液与第二滴定管中的硫酸锰溶液的体积比为1:1。甲醛净化多孔薄膜，包含透气支撑物和附着在透气支撑物上的甲醛净化材料，所述甲醛净化材料为：1)上述的甲醛吸附-催化分解复合材料；或2)上述的制备方法得到的甲醛吸附-催化分解复合材料。甲醛净化多孔薄膜的制备方法，包括：提供透气支撑物；提供含有甲醛净化材料的料液；将所述料液挤压分散在透气支撑物上，待料液干燥后获得所述甲醛净化多孔薄膜；其中，所述甲醛净化材料为：1)上述的甲醛吸附-催化分解复合材料；或2)上述的制备方法得到的甲醛吸附-催化分解复合材料。该组专利技术创造中，甲醛吸附-催化分解复合材料具有核壳结构，因此兼具物理吸附和化学催化分解功能；以VOC物理吸附剂为基体负载甲醛分解催化剂可以提升甲醛分解催化剂的分散性，从而提升催化效率；位于核部分的VOC物理吸附剂可以吸附一些致使甲醛分解催化剂中毒的物质，延长甲醛分解催化剂的寿命；VOC物理吸附剂通过吸附后让甲醛停留时间变长，从而更有利于使甲醛分解催化剂有足够时间催化分解甲醛。该甲醛吸附-催化分解复合材料的制备方法采用在VOC物理吸附剂表面原位生成甲醛分解催化剂的方式，不仅工艺简单，成本低，可以规模化生成，而且核壳结构中VOC物理吸附剂和甲醛分解催化剂的结合力更强。通过将甲醛吸附-催化分解复合材料挤压分散于构成透气支撑物的材料之间的孔隙中，很好的解决了甲醛吸附-催化分解复合材料在透气支撑物上难以均匀分布的技术难题，有助于进一步提升甲醛吸附-催化分解复合材料的除甲醛效果。第二组专利技术创造中甲醛净化多孔薄膜以及甲醛净化多孔薄膜的制备方法的技术方案如下：甲醛净化多孔薄膜，包含透气支撑物和附着在透气支撑物上的甲醛净化材料，其特征在于：所述甲醛净化材料包括VOC物理吸附剂和甲醛分解催化剂，所述甲醛分解催化剂主要由δ晶型的MnO2纳米片形成的亚微米-微米级花球状颗粒所构成。进一步地是，所述亚微米-微米级花瓣状颗粒的直径主要分布在0.1～5μm之间；优选地，所述亚微米-微米级花瓣状颗粒的直径主要分布在0.3～5μm之间；进一步优选地，所述亚微米-微米级花瓣状颗粒的直径主要分布在0.5～5μm之间；更进一步优选地，所述亚微米-微米级花瓣状颗粒的直径主要分布在0.5～3μm之间。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.甲醛吸附-催化分解复合材料，其特征在于：所述甲醛吸附-催化分解复合材料主要由具有核壳结构的颗粒构成，其中：/n核壳结构的核主要由活性炭构成；/n核壳结构的壳主要由甲醛分解催化剂构成。/n

【技术特征摘要】
1.甲醛吸附-催化分解复合材料，其特征在于：所述甲醛吸附-催化分解复合材料主要由具有核壳结构的颗粒构成，其中：
核壳结构的核主要由活性炭构成；
核壳结构的壳主要由甲醛分解催化剂构成。


2.如权利要求1所述的甲醛吸附-催化分解复合材料，其特征在于：所述甲醛分解催化剂为锰催化剂，所述锰催化剂由分散于所述活性炭颗粒表面的主要由δ晶型的MnO2纳米片形成的亚微米-微米级花球状颗粒所构成。


3.如权利要求1所述的甲醛吸附-催化分解复合材料，其特征在于：所述活性炭的粒度为100～400目。


4.如权利要求1所述的甲醛吸附-催化分解复合材料，其特征在于：所述甲醛分解催化剂由附着于所述活性炭的颗粒表面的反应液原位生成，所述反应液中含有锰元素。


5.如权利要求4所述的甲醛吸附-催化分解复合材料，其特征在于：所述反应液中含有四价锰、二价锰和六价锰中的任意几种。


6.如权利要求5所述的甲醛吸附-催化分解复合材料，其特征在于：所述反应液由高锰酸钾、硫酸锰和水构成；或所述反应液由高锰酸钾和无水...

【专利技术属性】
技术研发人员：高麟，王韬，莫代林，蒋敏，
申请(专利权)人：成都易态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51