[發明專利]一種光降解甲醛蜂窩活性炭的制備方法

有效

• 申請號: 201410728499.8
• 申請日: 2014-12-04
• 公開（公告）號: CN104368325B
• 公開（公告）日: 2016-11-02
• 發明（設計）人: 劉守新;李偉;吳瓊;黃寶萱;張弘慶;孟振東;馮稀
• 申請（專利權）人: 東北林業大學;劉守新
• 主分類號: B01J21/18
• 分類號: B01J21/18;B01J35/04;B01J35/10;B01D53/86;B01D53/72
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所屬技術領域：

本發明涉及無機納米材料制備領域，特別是涉及一種光降解甲醛蜂窩活性炭的制備方法。

背景技術：

室內空氣污染已逐漸成為危害人類身體健康的最重要“隱形殺手”之一，室內空氣中存在500多種揮發性有機物，其中甲醛、苯系物等是主要有毒氣體，2004年國際癌癥研究中心(IARC)在153號“甲醛致癌”公報上將甲醛確定為致癌物，其主要來源于裝飾裝修中涉及到的裝修材料、家具、涂料、人造板和膠黏劑等。中華人民共和國國家標準《居室空氣中甲醛的衛生標準》規定，居室空氣中甲醛最高容許濃度為0.08mg/m³，通常裝修后房間的甲醛含量均超過10倍以上，且潛伏年限長達10～15年，因此尋求有效途徑去除室內甲醛具有深遠的實際意義。

目前廣泛使用的去除室內甲醛的方法主要包括吸附法，氧化降解法，光觸媒降解法等。其中吸附法的吸附劑飽和吸附量難以控制，且吸附劑易失活無法得到廣泛應用；氧化降解法一般在各類多孔炭材料上負載貴金屬或者金屬有機物，利用空氣中的氧氣，將甲醛降解成二氧化碳和水等小分子，但是貴金屬增加了制備成本的同時也增加了環境負荷，不利于商業化生產。光觸媒降解法最廣泛使用的光催化劑為TiO₂，其化學性質穩定、無毒、催化活性高、成本低，能利用紫外光將有機物降解成小分子，但是其本身孔結構不發達，供被降解物附著的附著點較少，將其與具有豐富孔結構的材料復合，能夠提高吸附性能的同時將其降解，具有實際應用價值。

加拿大專利(CA1162904A1)介紹了一種能有效去除氣態甲醛的含氮固體有機化合物，將硫酸鹽、具有較大比表面積的固體無極堿和堿性有機氮化合物按照一定比例混合均勻，無機堿作為催化劑存在，該胺類化合物能與甲醛發生化學反應，進而有效去除甲醛氣體，效果較顯著。但是由于對于甲醛的去除屬于化學反應，對低濃度的室內甲醛氣體效果不是很理想。

美國專利(US?4824577)介紹了一種去除工業廢水中甲醛和苯酚的裝置，首先將要處理的液體pH調節到8，使苯酚和甲醛充分反應產生大量沉淀與氨，除去沉淀后，循環通過碳床以增加液體中的剩余甲醛濃度，與上一步生成的大量的氨反應，將其除去。該裝置成本低，反應裝置簡單，一定的碳添加能夠催化該反應過程，但涉及調節pH，增加了工業化生產的難度。

公開號為CN102580688A的中國專利介紹了一種去除室內甲醛氣體的吸附材料，原料為一定比例的單寧，膠原纖維和交聯劑。將柿子粉和膠原纖維加入到蒸餾水中攪拌溶解，加入交聯劑后調解pH至6～7，然后水浴加熱，過濾、烘干、粉碎得到能吸附甲醛氣體的吸附材料。制備工藝簡單，成本低，吸附性能相對優異，但是單純的吸附量有限且存在嚴重的吸附飽和問題。

公開號為CN102198405A的中國專利介紹了一種凈化室內甲醛用的復合催化劑及其制備方法，以KMnO₄為原料，通過浸漬法將其吸附在活性炭粉末、碳纖維粉末或分子篩等載體上，通過還原劑MnSO₄溶液與KMnO₄反應，生成均勻沉積在載體上的MnO₂粉末，后將該載體浸漬在銀、銅、鋅等金屬離子溶液中，旋轉蒸發得到復合型催化劑。該法可以將甲醛氣體降解成小分子二氧化碳和水，催化效率較高，但貴金屬的負載提高了催化劑的制備成本。

公開號為CN101337177A的中國專利介紹了一種能吸附并分解甲醛的活性炭的應用。在纖維狀活性炭、顆粒狀活性炭、粉末狀活性等各種形狀的活性炭上以吸附、共價鍵絡合形式負載各類金屬酞菁，活性炭吸附甲醛氣體，金屬酞菁可以在有氧氣的存在下分解甲醛。該法制備的催化劑金屬酞菁較難負載，且有效降解率相對較低，降低了實際生產的價值。

公開號為CN102266762A的中國專利介紹了一種去除室內低濃度甲醛的TiO₂-ACF材料的制備方法，將一定量的Ti(OC₄H₉)₄加入到劇烈攪拌的乙醇中，繼續攪拌一段時間后得到其分散的乙醇溶液A；另取一定量的乙醇加入水，乙酸，乙酰丙酮，FeCl₃.6H₂O，攪拌均勻的溶液B，將B逐滴加入上述A溶液中，靜置，得到鈦溶膠。將活性炭纖維放入其中浸漬后離心分離，干燥，高溫煅燒，得到TiO₂-ACF復合材料，充分利用碳纖維的高吸附性能和TiO₂的催化降解性能，但是仍然未能克服傳統催化劑形狀固定的問題，且反應步驟較為繁瑣，不利于大范圍的商業化應用。