本发明专利技术公开了一种钙钛矿结构材料及其在制备室温去除甲醛的耐湿催化剂中的应用。本发明专利技术钙钛矿结构材料具有如下化学通式：MMnO3，其中，M金属为铜、锌、铁、镍中的一种或两种组合。本发明专利技术钙钛矿结构材料可作为室温去除甲醛的耐湿催化剂，该去除甲醛的耐湿钙钛矿晶型催化剂与贵金属催化剂相比成本低，制备方法简单；使用条件简单，操作实施方便；可用于室温下有效的去除甲醛污染，在室温环境湿度下能快速稳定的将甲醛完全氧化为CO2和H2O，不产生二次污染；在室温下去除甲醛，具有优异的耐湿性和稳定性。本发明专利技术室温去除甲醛的耐湿催化剂适用于存在环境湿度的居家、车内、办公等封闭、半封闭的甲醛污染去除。的甲醛污染去除。
【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿结构材料及其在室温去除甲醛中的应用
[0001]本专利技术属于环境催化领域，尤其涉及一种钙钛矿结构材料及其在室温去除甲醛中的应用。
技术介绍
[0002]甲醛是一种由家具、纺织物、装修材料等释放的有刺激性气味的气体，是局部空间里主要的污染物之一。世界卫生组织国际癌症研究机构将甲醛列为第一类致癌物质，长期暴露于低浓度的甲醛会引起健康问题。
[0003]现有的去除甲醛的技术有吸附法、等离子体技术、光催化法和热催化法，但存在吸附剂饱和、产生副产物、效率低、需要能量等缺点。室温催化氧化技术是在室温下将甲醛催化氧化分解为二氧化碳和水，是去除甲醛的有效方法。
[0004]根据文献报道，能够在室温有效去除甲醛的催化剂主要有负载型贵金属Pt催化剂(Applied Surface Science,2017,411,105
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112；Angewandte Chemie.International Ed.in English,2021,60(12):6377
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6381)、Au催化剂(Environmental Science&Technology,2014,48(16):9702
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9708；.Applied Catalysis B:Environmental,2020,268：118461
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118466)和Ag催化剂(Catalysis Today,2016,277,257
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265)等。CN 102240549 A公开了一种高效抗湿室温去除甲醛的催化技术，以蜂窝陶瓷为载体，先负载孔道掺杂Ag的MnO2，再负载贵金属Pt为活性组分。但是，由于贵金属总量有限，价格高，严重制约了贵金属催化剂在实际中的应用。
[0005]而过渡金属因为成本低的优点被广泛研究，但空气中含有的水汽对催化剂活性及稳定性产生影响，随着湿度的增加，甲醛的转化率下降。如室温下尖晶石MnCo2O4催化剂上甲醛的转化率随着湿度的增加而下降，2小时内完全失活(Applied Catalysis B:Environmental,2019,254,76
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85.)。99℃时在ε
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MnO2上，水的加入(相对湿度为46％)使甲醛的转化率由约60％下降至49％(Chemical Engineering Journal 2020,388.124146
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124157)。在室温下MnO2催化剂上，水的加入(相对湿度为38％)使甲醛的初始转化率由45％下降至12％，且50分钟完全失活(Journal of Hazardous Materials,2021,414,125542
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125552)。在MnO
x
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CeO2混合氧化物催化剂上也观察到随着湿度的增加甲醛转化率降低的现象(Applied Catalysis B:Environmental 2006,62(3
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4),265
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273.)。而MnO2催化剂到11小时才能实现200ppm甲醛完全转化为CO2和H2O(Environmental Science&Technology,2015,49(20):12372
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12379)。
[0006]因此，在存在环境湿度的室温条件下实现快速且稳定地将甲醛转化为CO2和H2O仍然是一个挑战。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的是提供一种钙钛矿结构材料及其在室温去除甲醛中的应用，该钙钛矿结构材料为具有钙钛矿结构的MMnO3催化剂，M金属为铜、锌、铁、镍中的一种或两种，在环
境湿度下能快速和稳定的将甲醛完全氧化成CO2和H2O，适用湿度范围广，且制备方法简单，成本比贵金属催化剂低，催化反应时不需要外部能量输入，适用于存在环境湿度的居家、车内、办公等封闭、半封闭的甲醛污染去除。
[0008]第一方面，本专利技术提供一种钙钛矿结构材料，具有如下化学通式：MMnO3，其中，M金属为铜、锌、铁、镍中的一种或两种组合。所述组合示例性的包括铜和锌组合、铜和铁组合、铜和镍组合、锌和铁组合、锌和镍组合、铁和镍组合等。
[0009]上述的钙钛矿结构材料中，所述M金属可为铜和锌组合，优选地，铜和锌的摩尔比为x:(1
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x)，x＝0.01～0.99，例如0.01：0.99、0.10：0.90、0.30：0.70、0.45：0.55、0.50：0.50、0.65：0.35、0.80：0.20等。
[0010]上述的钙钛矿结构材料中，所述M金属可为铜和铁组合，优选地，铜和铁的摩尔比为x:(1
‑
x)，x＝0.02～0.98，例如0.02：0.98、0.20：0.80、0.30：0.70、0.45：0.55、0.50：0.50、0.70：0.30、0.85：0.15等。
[0011]上述的钙钛矿结构材料中，所述M金属为铜和镍组合，优选地，铜和镍的摩尔比为x:(1
‑
x)，x＝0.1～0.9，例如0.10：0.90、0.20：0.80、0.30：0.70、0.50：0.50、0.80：0.20、0.90：0.10等。
[0012]上述的钙钛矿结构材料中，所述的M金属为锌和铁组合，优选地，锌和铁的摩尔比为x:(1
‑
x)，x＝0.05～0.95，例如0.05：0.95、0.10：0.90、0.35：0.65、0.45：0.55、0.50：0.50、0.80：0.20、0.95：0.05等。
[0013]上述的钙钛矿结构材料中，所述M金属为锌和镍组合，优选地，锌和镍的摩尔比为x:(1
‑
x)，x＝0.2～0.8，例如0.20：0.80、0.30：0.70、0.45：0.55、0.50：0.50、0.6：0.4、0.80：0.20等。
[0014]上述的钙钛矿结构材料中，所述的M金属为铁和镍组合，优选地，铁和镍的摩尔比为x:(1
‑
x)，x＝0.15～0.85，例如0.15：0.85、0.20：0.80、0.30：0.70、0.45：0.55、0.50：0.50、0.80：0.20、0.85：0.15等。
[0015]所述钙钛矿结构材料的制备方法，包括如下步骤：
[0016](1)将锰盐的水溶液与所述M金属的金属盐的水溶液混合，得到金属盐溶液；
[0017](2)将碳酸氢盐的水溶液与所述金属盐溶液混合进行共沉淀，得到沉淀；
[0018](3)将所述沉淀干燥后进行焙烧，得到所述钙钛矿结构材料。
[0019]步骤(1)中，所述锰盐可为任意可溶于水的锰盐，如硝酸锰；
[0020]所述M金属的金属盐可为任意可溶于水的M金属的金属盐，如硝酸M盐；
[0021]所述锰盐的水溶液与所述M金属的金属盐的水溶液的比例控制在锰与M金属本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿结构材料，其特征在于：具有如下化学通式：MMnO3，其中，M金属为铜、锌、铁、镍中的一种或两种组合。2.根据权利要求1所述的钙钛矿结构材料，其特征在于：所述M金属为铜和锌组合，铜和锌的摩尔比为x:(1
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x)，x＝0.01～0.99；或，所述M金属为铜和铁组合，铜和铁的摩尔比为x:(1
‑
x)，x＝0.02～0.98；或，所述M金属为铜和镍组合，铜和镍的摩尔比为x:(1
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x)，x＝0.1～0.9；或，所述M金属为锌和铁组合，锌和铁的摩尔比为x:(1
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x)，x＝0.05～0.95；或，所述M金属为锌和镍组合，锌和镍的摩尔比为x:(1
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x)，x＝0.2～0.8；或，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：麻春艳，宋茂勇，潘菊霜，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：
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