除甲醛催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种除甲醛催化剂及其制备方法和应用，所述除甲醛催化剂，包括：二氧化锰，所述二氧化锰的孔径为d1，其中，所述d1满足，5nm≤d1≤50nm。根据本发明专利技术具体实施例的除甲醛催化剂，包含了二氧化锰催化剂，为纳米级颗粒，所述二氧化锰的孔径为d1，其中，所述d1满足，5nm≤d1≤50nm；可用于室温下催化氧化甲醛，其内部的孔结构增大了催化剂的比表面积，有利于甲醛分子在催化剂孔内的吸附和锚定，提高了对甲醛的氧化分解性能。高了对甲醛的氧化分解性能。高了对甲醛的氧化分解性能。

【技术实现步骤摘要】
除甲醛催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及空气净化领域，尤其是涉及一种除甲醛催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着经济社会的快速发展，全球的空气污染问题日益突出，已经受到全世界各国政府的高度重视。而与人类健康、生活及家居密切相关的室内空气污染问题，更是其中需要解决的关键问题之一。甲醛作为一种室内和室外空气的典型污染物，主要来源于家具，建筑材料和家用产品。此外，化妆品、光刻化学品、防腐剂、纺织品、油漆涂料中也含有甲醛保护剂。甲醛是一种一类致癌物，于2017年10月27日，由世界卫生组织国际癌症研究机构公布。它们可以和羟基自由基、硝酸自由基、臭氧发生大气化学反应生成醛类、酮类和羧酸。甲醛也是一种有毒有害水污染物，易溶于水，容易吸附在人体的呼吸道和肠胃中，会显著降低人体免疫力，引发多种呼吸系统性和消化道疾病(如肺炎、肺水肿、腹痛、抽搐等)，尤其严重损害孕妇和儿童的身心健康。即使微量(0.5ppm)的甲醛，会对影响人体健康。研究表明，人的大部分时间都是在室内环境中度过的，室内的换气率较低，同时有较强的甲醛释放源，因此室内环境中甲醛的含量受到人们的普遍关注。
[0003]针对当前问题，主要有两种技术降低空气中甲醛的浓度：物理吸附法和催化氧化法。物理吸附，主要是利用具有高比表面和微孔结构发达的活性炭或氧化物，将甲醛分子锚定在材料的孔道中，从而降低空气中甲醛的浓度。但由于甲醛分子与吸附剂之间的相互作用力很弱，吸附的甲醛分子有重新从孔道中脱附出来的风险。此外，为了恢复材料的吸附性能，需要定时对材料脱附再生处理。不同于物理吸附，催化氧化法是利用催化剂将吸附在表面的甲醛分子直接转化为无害的水和二氧化碳。一般而言，氧化物或活性碳负载型贵金属催化剂，能够在室温下将甲醛分解成二氧化碳和水，如Pt/TiO2，Pt/MnO2‑
CeO2，Au/CeO2，Pd/TiO2等。然而，贵金属催化剂的制作成本较高，限制了它的广泛应用。在各种非贵金属催化剂中，二氧化锰因其催化活性高，制备方法简单易推广而受到研究者的青睐。
[0004]现有，除甲醛催化剂中，有的制备方法复杂，有的催化效率低，或者需要高温焙烧处理，例如，CN109201044B公开了一种钾掺杂的二氧化锰催化剂的制备方法及在挥发性有机物(VOCs)净化的应用。所述方法采用分步法得到：第一步先采用沉淀法得到γ
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MnO2，第二步在采用采用等体积浸渍法制备K+掺杂γ
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MnO2催化剂。此操作过程繁琐、复杂，需要在较高的温度下才能活化催化剂，会增加催化剂的制作成本，不利于催化剂的广泛生产。CN110523267A公开了一种甲醛分解催化剂、甲醛催化分解毡及制造方法，得到的甲醛分解催化剂主要由δ晶型的MnO2形成的亚微米
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微米级花瓣状颗粒所构成。其颗粒尺寸太大，降低了甲醛分子在催化剂表面的吸附和反应机会。CN111437874A公开了一种除甲醛催化剂及其制备方法和应用。将除甲醛催化剂负载于多孔载体(ZSM
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5分子筛、MCM
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41分子筛、二氧化硅中的一种或种)上，可用于室温下催化氧化甲醛。将催化剂材料负载在多孔载体上，增强催化剂材料的比表面积，有利于甲醛的催化氧化，另外使甲醛在多孔材料中停留时间久，有利于甲醛完全催化分解。但是制备过程中需要提供额外的多孔材料，且需要在一定的温度
下合成，同时，得到的催化剂前体也需要在一定的温度下焙烧处理，这无疑会增加制造成本。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种除甲醛催化剂，在室温下能够高效去除甲醛。
[0006]本专利技术的另一个目的在于提出一种除甲醛催化剂的制备方法。
[0007]本专利技术的第三个目的在于提出一种除甲醛催化剂的应用。
[0008]在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种除甲醛催化剂，包括：二氧化锰，所述二氧化锰的孔径为d1，其中，所述d1满足，5nm≤d1≤50nm。
[0009]根据本专利技术具体实施例的除甲醛催化剂，包含了二氧化锰催化剂，为纳米级颗粒，所述二氧化锰的孔径为d1，其中，所述d1满足，5nm≤d1≤50nm；可用于室温下催化氧化甲醛，其内部的孔结构增大了催化剂的比表面积，有利于甲醛分子在催化剂孔内的吸附和锚定，提高了对甲醛的氧化分解性能。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，所述催化剂包括二氧化锰，所述二氧化锰占所述催化剂总质量百分数为w，其中，所述w满足，w＞95％。
[0011]根据本专利技术的另一个方面的实施例，本专利技术提出了一种除甲醛催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0012]步骤一，还原反应：在含锰盐溶液中滴加还原剂，反应一段时间；
[0013]步骤二，研磨分散：将步骤一所得反应液研磨得到含有催化剂的分散液，将所述分散液烘干，即得除甲醛催化剂。
[0014]根据本专利技术的第三个方面的实施例，本专利技术提出了一种所述除甲醛催化剂的应用。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，本专利技术提出了一种除甲醛半成品组件，包括表面或孔道内部附着有所述催化剂的微孔介质。
[0016]根据本专利技术的一些实施例，所述微孔介质为泡沫海绵、PET、夹碳布中的一种或多种。
[0017]根据本专利技术的一些实施例，所述微孔介质的孔径为d2，其中，所述d2满足，d2＞60μm。
[0018]根据本专利技术的一些实施例，本专利技术提出了一种除甲醛半成品组件的制备方法，包括如下步骤：
[0019]步骤一，还原反应：在含锰盐溶液中滴加还原剂，反应一段时间；
[0020]步骤二，研磨分散：将步骤一所得反应液研磨得到含有催化剂的分散液；
[0021]步骤三，胶黏负载：向步骤二所得分散液中加入胶粘剂，然后加入微孔载体，烘干，得到除甲醛半成品组件。
[0022]根据本专利技术的一些实施例，步骤三中，包括将所述含有催化剂的分散液浸在微孔载体上。
[0023]根据本专利技术的一些实施例，步骤三中，进一步包括，向步骤二所得分散液中加入胶粘剂得到胶泥，然后将微孔介质浸渍于胶泥中，经挤压后，烘干，得到除甲醛半成品组件。
[0024]根据本专利技术的一些实施例，步骤三中，所述胶粘剂包括聚氨酯、苯乙烯
‑
丙烯酸酯、聚丙烯酸酯和聚酰胺酯的一种或多种。
[0025]根据本专利技术的一些实施例，步骤一中所述含锰盐和还原剂的摩尔比为：0.5:1～10:1；优选为：2.2:1。
[0026]根据本专利技术的一些实施例，步骤一中所述含锰盐溶液中包括高锰酸钾和/或锰酸钾。
[0027]根据本专利技术的一些实施例，步骤一所述含锰盐溶液为在室温或20℃～55℃下向水中加入高锰酸钾和/或锰酸钾溶解获得。
[0028]根据本专利技术的一些实施例，步骤一中所述还原剂为有机还原剂，优选地，所述有机还原剂包括葡萄糖、无水乙醇和丙三醇中的一种或多种。
[0029]根据本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种除甲醛催化剂，其特征在于，包括：二氧化锰，所述二氧化锰的孔径为d1，其中，所述d1满足，5nm≤d1≤50nm。2.根据权利要求1所述的除甲醛催化剂，其特征在于，所述二氧化锰占所述催化剂总质量百分数为w，其中，所述w满足，w＞95％。3.根据权利要求1或2所述除甲醛催化剂的制备方法，特征在于，包括以下步骤：步骤一，还原反应：在含锰盐溶液中滴加还原剂，反应一段时间；步骤二，研磨分散：将步骤一所得反应液研磨得到含有催化剂的分散液，将所述分散液烘干，即得除甲醛催化剂。4.一种除甲醛半成品组件，其特征在于，包括表面或孔道内部附着有根据权利要求1或2所述催化剂的微孔介质。5.根据权利要求4所述的除甲醛半成品组件，其特征在于，所述微孔介质为泡沫海绵、PET、夹碳布中的一种或多种。6.根据权利要求4所述的除甲醛半成品组件，其特征在于，所述微孔介质的孔径为d2，其中，所述d2满足，d2＞60μm。7.一种根据权利要求4
‑
6任一项所述的除甲醛半成品组件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，还原反应：在含锰盐溶液中滴加还原剂，反应一段时间；步骤二，研磨分散：将步骤一所得反应液研磨得到含有催化剂的分散液；步骤三，胶黏负载：向步骤二所得分散液中加入胶粘剂，然后加入微孔载体，烘干，得到除甲醛半成品组件。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤三中，包括将所述含有催化剂的分散液浸在微孔载体上。9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤三中，进一步包括，向步骤二所得分散液中加入胶粘剂得到胶泥，然后将微孔介质浸渍于胶泥中，经挤压后，烘干，得到除甲醛半成品组件。10.根据权利要求7
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9任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述胶粘剂包括聚氨酯、苯乙烯
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丙烯酸酯、聚丙烯酸酯和聚酰胺酯的一种或多种。11.根据权利要求3或7所述的制备方法，其特征在于，步骤一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，王利仁，王冀，皮小春，奉青山，
申请(专利权)人：佛山市顺德区阿波罗环保器材有限公司，
类型：发明
国别省市：