一种除甲醛催化剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种除甲醛催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将蜂窝陶瓷置于去离子水中超声，取出并干燥；(2)将高锰酸钾溶于去离子水中；将葡萄糖溶于去离子水中；(3)制备附有MnO

【技术实现步骤摘要】
一种除甲醛催化剂的制备方法
本专利技术属于催化材料
，具体涉及一种除甲醛催化剂的制备方法。
技术介绍
众所周知，甲醛是室内空气中的隐形杀手，长期处于甲醛超标的环境中会引发各种急性或慢性疾病，对人们的健康产生极大的危害，其中，对老人、儿童、孕妇的影响尤为明显，例如长期处于低浓度甲醛环境中会引起妊娠期中毒、贫血和先兆流产，还会导致基因突变，造成胎儿发育畸形、脑部发育受损，同时还会增加白血病和哮喘病的发病率，使青少年的智力及记忆力大大降低，加快老年人静脉血栓的形成，刺激其慢性疾病和癌症的发生。综合对比各种甲醛净化手段，室温催化氧化是最节能高效的方法，也是最具发展前景的方法。目前，室温催化氧化材料主要分为负载贵金属类和过渡金属氧化物类，负载贵金属类催化剂净化性能优异，但自然界中贵金属的储量极其稀少，价格昂贵，生产成本较高；过渡金属氧化物类储量丰富，其中，锰氧化物展现出最佳催化活性，但其通常需要在一定温度下才能实现将甲醛完全催化降解，在室温下的催化活性有限。如专利号为CN200710064491.6(公告号为CN101274281B)的中国专利技术专利公开的《一种室温去除空气中甲醛催化剂及其制备方法》，是以堇青石蜂窝陶瓷为载体的负载贵金属型催化剂，可以高效地将甲醛催化分解为二氧化碳和水，但其制备工艺复杂，需要多步干燥与焙烧步骤，能耗较高，且从其测试结果看，只有在较高Pt含量(5％～10％)时才能达到较好的净化效果，成本太高，不利于大规模生产与实际应用；而该专利中仅以贵金属催化剂作为活性成分，锰化合物仅是作为助剂存在，这也是Pt含量需要较高的原因之一。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种催化剂具有多个活性成分从而催化效率高的除甲醛催化剂的制备方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种除甲醛催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将蜂窝陶瓷置于去离子水中超声，随后将蜂窝陶瓷取出并干燥；(2)将高锰酸钾溶于去离子水中，记为溶液A；将葡萄糖溶于去离子水中，记为溶液B；(3)将步骤(1)所得蜂窝陶瓷置于溶液A中，浸渍后取出，然后焙烧，得到附有MnO2预备层的蜂窝陶瓷；(4)在搅拌条件下将溶液B加入蜂窝陶瓷已经取出的溶液A中，使二者分散均匀，然后搅拌反应2～24h，形成悬浮液D；(5)将步骤(4)所得的悬浮液D进行固液分层，然后移除上层澄清溶液，得到沉淀产物MnO2；(6)将步骤(5)所得的沉淀产物MnO2分散于去离子水中，随后加入羟乙基纤维素和硅溶胶的混合液中，搅拌分散均匀，记为悬浮液C；(7)将步骤(3)所得附有MnO2预备层的蜂窝陶瓷浸入悬浮液C中，采用真空抽液技术使悬浮液C充填蜂窝陶瓷所有孔隙，维持5～10min后卸液，并吹扫孔中残液，然后干燥得到附有MnO2涂层(此处涂层包括步骤3的MnO2预备层和步骤5的沉淀产物MnO2)的蜂窝陶瓷；(8)将步骤(7)所得附有MnO2涂层的蜂窝陶瓷置于含有氯铂酸的溶液E中，浸渍后，加入NaBH4/NaOH水溶液，室温下反应完成后进行干燥，即得所述除甲醛催化剂。优选地，所述溶液B还含有六水合硝酸钇，高锰酸钾、葡萄糖、六水合硝酸钇的摩尔比为(1～10):1:(0.01～0.5)。如此通过Y掺杂引入氧空位，有利于晶格氧的迁移和气态氧的吸附，增加材料的导电性，有利于催化反应中的电子转移，进而有利于催化反应。为了快速节能的固液分离，获得目标产物，优选地，所述步骤(5)中悬浮液进行固液分层的方法为：将悬浮液D冻结，随后解冻，固体物质逐渐沉降，待呈现出上下分层，即实现固液分层。在实验中发现，所得悬浮液D为密度很大的粘稠状，即使静置很多天也难以完全沉降；若采用先离心后干燥的方法，则干燥后的样品硬度很大，需进一步研磨才可使用，且离心不方便应用于大规模生产；若直接采用冷冻干燥，则悬浮液中含水量太多，效率低下，耗能高，成本高。优选地，冻结可采用液氮速冻、冰箱冷冻、空气鼓风冷冻方法实现；解冻可采用空气解冻、流水解冻、加热解冻方法实现。优选地，所述溶液E中还含有柠檬酸，氯铂酸和柠檬酸的摩尔比为1:(1～5)。柠檬酸的作用，一是微弱刻蚀二氧化锰涂层，造成缺陷，产生氧空位，有利于活性氧的迁移，暴露更多的表面活性位点，二是作为竞争吸附剂和络合剂有助于铂的分散，从而有利于提升活性。优选地，所述步骤(6)中羟乙基纤维素、硅溶胶及高锰酸钾的质量比为(0.5～2):(0.1～5):30。适量的增稠剂可以保证涂层的上载量，同时防止流挂。优选地，所述步骤(7)中MnO2涂层上载量为5％～15％。MnO2涂层上载量是指涂层占蜂窝陶瓷的质量比。在上述方案中，所述步骤(8)中Pt负载量占MnO2涂层的质量百分比为0.1％～1％。优选地，Pt负载量占涂层的质量百分比为0.2％。众所周知，在保证性能的基础上，Pt的用量越少越好；实验表明，从0.1％至0.2％，催化性能增加，从0.2％至1％，虽Pt量增加，性能增加却不明显。这是由于，当Pt含量为0.2％时，其暴露的有效活性位点已经可以与MnO2涂层协同作用将甲醛高效氧化。优选地，所述步骤(8)中氯铂酸和NaBH4的摩尔比为1:(1～20)。与现有技术相比，本专利技术的优点：1、过渡金属氧化物中锰氧化物活性最佳，所以选用锰氧化物作为活性组分一(即涂层)，但其室温活性又有限，所以在其表面上载微量铂，作为活性组分二，使两者发挥协同催化作用，即贵金属催化与非贵金属催化共同进行，这样的话，一方面使催化活性大大增加，另一方面大大降低了铂的使用量，只需要微量铂，从而达到了性能与成本的双赢；2、本申请在步骤(3)中，在蜂窝陶瓷表面先原位生长一层MnO2预备层，以增加与后期悬浮液C中MnO2沉淀产物的亲和力，最终形成MnO2涂层，使涂层涂覆得更加均匀。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例1本实施例的甲醛催化剂的的制备方法包括如下步骤：(1)将蜂窝陶瓷(厂家：江西科兴特种陶瓷有限公司，200～600目)置于去离子水中超声10min，随后将蜂窝陶瓷取出，并在105℃干燥5h；(2)将高锰酸钾(国药集团化学试剂有限公司)溶于去离子水中，记为溶液A；将葡萄糖和六水合硝酸钇(国药集团化学试剂有限公司)溶于去离子水中，记为溶液B；高锰酸钾、葡萄糖、六水合硝酸钇的摩尔比为5:1:0.05；(3)将步骤(1)所得蜂窝陶瓷置于溶液A中，浸渍10min后取出，然后置于马弗炉中200℃焙烧30min，得到附有MnO2预备层的蜂窝陶瓷；(4)在剧烈搅拌条件下将溶液B加入蜂窝陶瓷已经取出的溶液A中(在步骤3中，蜂窝陶瓷置于溶液A中取出后，溶液B再加入溶液A中)，搅拌分散3min使二者分散均匀，然后调节转速至50rpm，搅拌反应12h，形成均一粘稠的悬浮液D；(5)将步骤(4)所得的悬浮液D放入冰箱中低温冻结，随后在室温下自然解冻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种除甲醛催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)将蜂窝陶瓷置于去离子水中超声，随后将蜂窝陶瓷取出并干燥；/n(2)将高锰酸钾溶于去离子水中，记为溶液A；将葡萄糖溶于去离子水中，记为溶液B；/n(3)将步骤(1)所得蜂窝陶瓷置于溶液A中，浸渍后取出，然后焙烧，得到附有MnO

【技术特征摘要】
1.一种除甲醛催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将蜂窝陶瓷置于去离子水中超声，随后将蜂窝陶瓷取出并干燥；
(2)将高锰酸钾溶于去离子水中，记为溶液A；将葡萄糖溶于去离子水中，记为溶液B；
(3)将步骤(1)所得蜂窝陶瓷置于溶液A中，浸渍后取出，然后焙烧，得到附有MnO2预备层的蜂窝陶瓷；
(4)在搅拌条件下将溶液B加入蜂窝陶瓷已经取出的溶液A中，使二者分散均匀，然后搅拌反应2～24h，形成悬浮液D；
(5)将步骤(4)所得的悬浮液D进行固液分层，然后移除上层澄清溶液，得到沉淀产物MnO2；
(6)将步骤(5)所得的沉淀产物MnO2分散于去离子水中，随后加入羟乙基纤维素和硅溶胶的混合液中，搅拌分散均匀，记为悬浮液C；
(7)将步骤(3)所得附有MnO2预备层的蜂窝陶瓷浸入悬浮液C中，采用真空抽液技术使悬浮液C充填蜂窝陶瓷所有孔隙，维持5～10min后卸液，并吹扫孔中残液，然后干燥得到附有MnO2涂层的蜂窝陶瓷；
(8)将步骤(7)所得附有MnO2涂层的蜂窝陶瓷置于含有氯铂酸的溶液E中，浸渍后，加入NaBH4/NaOH水溶液，室温下反应完成后进行干燥，即得所述除甲醛催化剂。


2.根据权利要求1所述的除甲醛催化剂的制备方法，其特征在于：所述溶液B还含有六水合硝酸钇，高锰酸钾、葡萄糖、六水合硝酸钇的摩...

【专利技术属性】
技术研发人员：王原原，郭国良，张彬彬，黄文磊，郑军妹，
申请(专利权)人：宁波方太厨具有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33