常温净化甲醛的催化膜及其制备方法与用途技术

本发明专利技术提供一种常温净化甲醛的催化膜及其制备方法与用途，常温净化甲醛的催化膜包括：第一膜层，形成于基材的表面，所述第一膜层的组分包括三氧化二铝；以及第二膜层，形成于所述第一膜层上并位于所述第一膜层远离所述基材的一侧，所述第二膜层的组分包括四氧化三锰以及二氧化锰。本发明专利技术可以解决现有技术中的催化剂在常温下的活性及长效稳定性不佳的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
常温净化甲醛的催化膜及其制备方法与用途


[0001]本专利技术涉及催化剂
，尤其涉及一种常温净化甲醛的催化膜及其制备方法与用途。

技术介绍

[0002]2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中，将甲醛放在一类致癌物列表中。甲醛是公认的变态反应源，也是潜在的强突变致癌物之一。甲醛轻度超标可能会引起慢性中毒，对人体的呼吸系统和神经系统有一定的伤害。当室内空气中的甲醛含量达到0.1mg/m3时，就会让人感到不适；达到0.3mg/m3时，会出现呼吸不适；达到0.5mg/m3时，会引起恶心呕吐症状；如果浓度再高些，可能对人的肺部和神经中枢系统造成损伤。
[0003]现在家庭中主流的甲醛净化技术是通过吸附剂进行处理，然而这些方法治标不治本，例如活性炭饱和后不具备吸附能力，或遇到高温后还会将甲醛等污染物释放出来。大多数的甲醛清除剂、光催化剂、金属催化剂、吸附剂对去除甲醛都会有一定的效果。但是2021年来，随着室内空气标准质量的提高，目前强调的是去除甲醛的速率，即多长时间达标入住，是否有预防反弹的措施，并且针对儿童、老人、孕妇以及病人，应达到更为严格的标准，即0.03mg/m3。抛开现有制备工艺实施过程中产生污染并且无法控制杂质等不说，目前所使用的催化剂产品在常温下的持久性低，例如在20℃左右，催化剂产品配方中的活性组份例如MnO2，由于其过高的催化氧化性能，会不断积累含碳物种，导致不能长期使用。而且根据Trasatti火山图的推论，催化反应的关键是活性和持久性，所以需要催化剂的化学吸附能力处于火山图峰附近，不强也不弱。过强的催化性能会使得催化剂表面积累部分未完全分解的产物，过弱的催化性能则使得催化剂效率不达标。

技术实现思路

[0004]针对上述技术问题，本专利技术提供一种常温净化甲醛的催化膜及其制备方法与用途，以解决现有技术中的催化剂在常温下的活性及长效稳定性不佳的问题。
[0005]为达上述目的，本专利技术提供一种常温净化甲醛的催化膜，所述常温净化甲醛的催化膜包括：第一膜层，形成于基材的表面，所述第一膜层的组分包括三氧化二铝；以及第二膜层，形成于所述第一膜层上并位于所述第一膜层远离所述基材的一侧，所述第二膜层的组分包括四氧化三锰以及二氧化锰。
[0006]优选地，所述第一膜层的组分还包括第一氧化物，所述第一氧化物为锂氧化物、钠氧化物、钾氧化物、铍氧化物、镁氧化物、钙氧化物、硅氧化物、镧氧化物、铈氧化物中的至少一种。
[0007]优选地，所述第一膜层中，所述三氧化二铝与所述第一氧化物的质量比为1：0.05～1：0.15。
[0008]优选地，所述第一膜层的厚度大于30nm且小于90nm。
[0009]优选地，所述第二膜层中，以所述四氧化三锰与所述二氧化锰的总质量百分比为100％计，所述四氧化三锰的质量百分比大于70％，所述二氧化锰的质量百分比小于30％。
[0010]优选地，所述第二膜层还包括第二氧化物，所述第二氧化物为锂氧化物、钠氧化物、钾氧化物、铍氧化物、镁氧化物、钙氧化物、硅氧化物、镧氧化物、铈氧化物中的至少一种。
[0011]优选地，所述第二膜层中，以所述四氧化三锰与所述二氧化锰的总质量百分比为100％计，所述四氧化三锰的质量百分比大于70％，所述二氧化锰的质量百分比小于30％，且所述四氧化三锰以及所述二氧化锰的总质量与所述第二氧化物的质量的比例为：1：0.05～1：0.3。
[0012]优选地，所述第二膜层的厚度大于2nm且小于20nm。
[0013]优选地，还包括第三膜层，所述第三膜层形成于所述第二膜层上，且所述第二膜层位于所述第一膜层与所述第三膜层之间，且所述第三膜层为单金属或双金属元素的氮化物或碳化物，其中所述单金属或双金属元素选自金属元素钛、钒、铬、锰、铁、锆、铌、钼、锝、钌。
[0014]优选地，所述第三膜层的厚度大于0.2埃且小于2nm。
[0015]本专利技术还提供一种催化膜的用途，所述催化膜为如上所述的常温净化甲醛的催化膜，所述催化膜用于室温净化甲醛。
[0016]本专利技术还提供一种常温净化甲醛的催化膜的制备方法，所述制备方法包括：
[0017]步骤S1，真空仓抽真空；
[0018]步骤S2，开启离子发生器，所述离子发生器的离子源电流为第一电流，通入第一通气量的氩气，吹扫基材；
[0019]步骤S3，保持离子源电流为所述第一电流，降低所述氩气的通气量为第二通气量；
[0020]步骤S4，开启电子束蒸镀器，将三氧化二铝膜料放入电子枪坩埚，通入第三通气量的氧气，蒸镀所述三氧化二铝膜料，在所述基材上形成第一膜层；
[0021]步骤S5，开启电阻蒸镀器，调整所述离子源电流为第二电流，通入第四通气量的氧气，将锰膜料放入阻蒸坩埚内，蒸镀所述锰膜料，在所述第一膜层上形成第二膜层，且所述第二膜层位于所述第一膜层远离所述基材的一侧；其中，所述第二电流小于所述第一电流，所述第四通气量大于所述第三通气量。
[0022]优选地，所述步骤S5之后还包括步骤S6，开启电子束蒸镀器，调整所述离子源电流为所述第一电流，通入第五通气量的氮气，于电子枪坩埚内放入至少一种金属膜料，蒸镀所述金属膜料，在所述第二膜层上形成第三膜层，且所述第二膜层位于所述第一膜层与所述第三膜层之间，所述金属膜料选自金属元素钛、钒、铬、锰、铁、锆、铌、钼、锝、钌。
[0023]优选地，所述步骤S4中还包括，将第一氧化物膜料放入电子枪坩埚，进行所述三氧化二铝膜料以及所述第一氧化物膜料的共蒸，在所述基材上形成所述第一膜层；所述第一氧化物为所述第一氧化物为锂氧化物、钠氧化物、钾氧化物、铍氧化物、镁氧化物、钙氧化物、硅氧化物、镧氧化物、铈氧化物中的至少一种。
[0024]优选地，所述第一膜层中，所述三氧化二铝与所述第一氧化物的质量比为1：0.05～1：0.15。
[0025]优选地，所述第二膜层中，以所述四氧化三锰与所述二氧化锰的总质量百分比为100％计，所述四氧化三锰的质量百分比大于70％，所述二氧化锰的质量百分比小于30％。
[0026]优选地，所述步骤S5中还包括，同时开启电子束蒸镀器，将第二氧化物膜料放入电子枪坩埚内，进行所述锰膜料以及所述第二氧化物膜料的共蒸，其中所述第二氧化物为锂氧化物、钠氧化物、钾氧化物、铍氧化物、镁氧化物、钙氧化物、硅氧化物、镧氧化物、铈氧化物中的至少一种。
[0027]优选地，所述第二膜层中，以所述四氧化三锰与所述二氧化锰的总质量百分比为100％计，所述四氧化三锰的质量百分比大于70％，所述二氧化锰的质量百分比小于30％，所述四氧化三锰以及二氧化锰的总质量与所述第二氧化物的质量的比例为：1：0.05～1：0.3。
[0028]优选地，所述第一膜层的成膜时间以及所述第二膜层的成膜时间均小于等于5分钟。
[0029]优选地，所述第一膜层的厚度大于30nm且小于90nm。
[0030]优选地，所述第二膜层的厚度大于2nm且小于20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种常温净化甲醛的催化膜，其特征在于，所述常温净化甲醛的催化膜包括：第一膜层，形成于基材的表面，所述第一膜层的组分包括三氧化二铝；以及第二膜层，形成于所述第一膜层上并位于所述第一膜层远离所述基材的一侧，所述第二膜层的组分包括四氧化三锰以及二氧化锰。2.如权利要求1所述的常温净化甲醛的催化膜，其特征在于，所述第一膜层的组分还包括第一氧化物，所述第一氧化物为锂氧化物、钠氧化物、钾氧化物、铍氧化物、镁氧化物、钙氧化物、硅氧化物、镧氧化物、铈氧化物中的至少一种。3.如权利要求2所述的常温净化甲醛的催化膜，其特征在于，所述第一膜层中，所述三氧化二铝与所述第一氧化物的质量比为1：0.05～1：0.15。4.如权利要求1所述的常温净化甲醛的催化膜，其特征在于，所述第一膜层的厚度大于30nm且小于90nm。5.如权利要求1所述的常温净化甲醛的催化膜，其特征在于，所述第二膜层中，以所述四氧化三锰与所述二氧化锰的总质量百分比为100％计，所述四氧化三锰的质量百分比大于70％，所述二氧化锰的质量百分比小于30％。6.如权利要求1所述的常温净化甲醛的催化膜，其特征在于，所述第二膜层还包括第二氧化物，所述第二氧化物为锂氧化物、钠氧化物、钾氧化物、铍氧化物、镁氧化物、钙氧化物、硅氧化物、镧氧化物、铈氧化物中的至少一种。7.如权利要求6所述的常温净化甲醛的催化膜，其特征在于，所述第二膜层中，以所述四氧化三锰与所述二氧化锰的总质量百分比为100％计，所述四氧化三锰的质量百分比大于70％，所述二氧化锰的质量百分比小于30％，且所述四氧化三锰以及所述二氧化锰的总质量与所述第二氧化物的质量的比例为：1：0.05～1：0.3。8.如权利要求1所述的常温净化甲醛的催化膜，其特征在于，所述第二膜层的厚度大于2nm且小于20nm。9.如权利要求1所述的常温净化甲醛的催化膜，其特征在于，还包括第三膜层，所述第三膜层形成于所述第二膜层上，且所述第二膜层位于所述第一膜层与所述第三膜层之间，且所述第三膜层为单金属或双金属元素的氮化物或碳化物，其中所述单金属或双金属元素选自金属元素钛、钒、铬、锰、铁、锆、铌、钼、锝、钌。10.如权利要求9所述的常温净化甲醛的催化膜，其特征在于，所述第三膜层的厚度大于0.2埃且小于2nm。11.一种催化膜的用途，其特征在于，所述催化膜为如权利要求1
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10中任意一项所述的常温净化甲醛的催化膜，所述催化膜用于室温净化甲醛。12.一种常温净化甲醛的催化膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：步骤S1，真空仓抽真空；步骤S2，开启离子发生器，所述离子发生器的离子源电流为第一电流，通入第一通气量的氩气，吹扫基材；步骤S3，保持离子源电流为所述第一电流，降低所述氩气的通气量为第二通气量；步骤S4，开启电子束蒸镀器，将三氧化二铝膜料放入电子枪坩埚，通入第三通气量的氧气，蒸镀所述三氧化二铝膜料，在所述基材上形成第一膜层；步骤S5，开...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱若棨，钱敬吉，
申请(专利权)人：苏州道一至诚纳米材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：