[發(fā)明專利]一種具有常溫分解甲醛性能的Mn/Ce基催化劑及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810702987.X
• 申請日: 2018-06-30
• 公開（公告）號: CN108940264A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏啟斌;陳洋;趙長多;范美玲
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01J37/00;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;馮振寧

本發(fā)明公開了一種具有常溫分解甲醛性能的Mn/Ce基催化劑及其制備方法，該方法步驟如下：（1）將Mn(NO₃)₂?6H₂O和Ce(NO₃)₃?6H₂O用有機溶劑溶解，再加入有機配體，攪拌均勻；（2）將步驟（1）所得混合液進行水熱反應(yīng)，得晶體材料；（3）將晶體材料進行抽濾、洗滌、干燥和高溫碳化后，得Mn/Ce基催化劑。本發(fā)明的Mn/Ce基催化劑在室溫條件下，當(dāng)甲醛的初始濃度為100～150ppm，氣體總流量為100mL/min，空速為30000h^?1，相對濕度為～50%時，對甲醛的催化分解率保持在95%以上，最高可達99.3%。因此，該Mn/Ce基催化劑在治理室內(nèi)甲醛污染領(lǐng)域有很大的潛在應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及甲醛的常溫降解技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有常溫分解甲醛性能的Mn/Ce基催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著生活水平的不斷提高，人們對居住環(huán)境的要求也越來越高，室內(nèi)裝修已成為人們提高生活品質(zhì)的重要手段。然而，室內(nèi)裝修使用的各種木質(zhì)材料、膠黏劑以及油漆等都是潛在的甲醛釋放源。甲醛的釋放周期較長，一般為3～15年，隨著時間的推移，這些裝修原料中游離的甲醛就會慢慢釋放出來，造成室內(nèi)甲醛污染。甲醛具有很高的毒性，被世界衛(wèi)生組織(WHO)確定為“致癌和致畸性物質(zhì)”，即使長期接觸低劑量甲醛，也會引起慢性中毒，引發(fā)呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)疾病，情節(jié)嚴(yán)重時還會誘發(fā)白血病。世界各國對室內(nèi)甲醛的允許濃度做出了嚴(yán)格的規(guī)定，我國對室內(nèi)甲醛污染控制也出臺了相應(yīng)的法規(guī)，《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》GB50325-2010規(guī)定Ⅰ類民用建筑工程甲醛含量應(yīng)≤0.08mg/m³，Ⅱ類民用建筑工程甲醛含量應(yīng)≤0.1mg/m³，當(dāng)環(huán)境中的甲醛濃度超過上述限定值時，就會危害人體健康。因此，治理室內(nèi)甲醛污染，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，給人們提供一個健康、舒適的生活環(huán)境，是當(dāng)前研究的主要方向。

目前，室內(nèi)甲醛污染的治理方法主要有物理吸附法[J.Yu,S.Wang,J.Low andW.Xiao,Phys.Chem.Chem.Phys.,2013,15,16883–16890]、光催化降解法[J.G.Yu,S.H.Wang,J.X.Low,W.Xiao,Phys.Enhanced photocatalytic performance of directZ-scheme g-C₃N₄–TiO₂photocatalysts for the decomposition of formaldehyde inair.Chem.Chem.Phys.2013,15,16883–16890]、催化氧化法[C.Zhang,H.He and K.Tanaka,Catal.Commun.,2005,6,211–214]。物理吸附的方法適合低濃度甲醛的去除，對少量的甲醛去除效果較好，但由于吸附劑的吸附容量較小，很容易達到吸附飽和而失效，且再生過程比較繁瑣，故不適合長期用來去除室內(nèi)甲醛污染。光催化降解法在紫外光照的條件下對甲醛有一定的去除效果，如Yu等人[[J.G.Yu,S.H.Wang,J.X.Low,W.Xiao,Phys.Enhancedphotocatalytic performance of directZ-scheme g-C3N4–TiO2photocatalysts forthe decomposition of formaldehyde in air.Chem.Chem.Phys.2013,15,16883–16890]]將商業(yè)二氧化鈦和尿素經(jīng)過一步煅燒制得的g-C₃N₄–TiO₂催化劑，在15W、365nm的紫外光照40min條件下，對甲醛的去除率達到91％，但是在可見光下對甲醛的去除率不到30％，效果較差。并且光催化劑的回收較困難，故不適合實際應(yīng)用中甲醛的去除。最具有發(fā)展前景的當(dāng)屬催化氧化的方法，該方法在室溫(25℃)條件下就可以將甲醛完全氧化生成水和二氧化碳，且沒有其它副產(chǎn)物生成，不會對環(huán)境造成二次污染。