[發明專利]一種三聚氰胺甲醛泡沫負載納米二氧化錳材料的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201910184480.4
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN110124748B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 張云飛;劉靜芝;劉輝;李亮;鄢國平
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: B01J31/32
• 分類號: B01J31/32;B01D53/86;B01D53/72;B01D53/02
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 裴金華

本發明提供一種三聚氰胺甲醛泡沫負載納米二氧化錳材料的制備方法及其應用，涉及空氣凈化及催化材料領域，包括以下步驟：（1）將三聚氰胺甲醛泡沫置于濃度為0.1～2.00 mol/L的高錳酸鹽溶液中，得到富含高錳酸根離子的泡沫；（2）將富含高錳酸根離子的泡沫放置于濃度為0.1～2.00 mol/L的二價錳鹽溶液中，25?95℃下搖床振蕩0.5～4 h，進行氧化還原反應；（3）將步驟（2）中的泡沫洗滌后置于100 ^oC烘箱干燥12?24 h，干燥后得到三聚氰胺甲醛泡沫負載納米二氧化錳材料。本發明采用三聚氰胺甲醛泡沫作載體，通過高錳酸鹽與二價錳鹽在泡沫壁上發生氧化還原反應，制備納米二氧化錳材料，具有制備簡單、二氧化錳粒徑小，甲醛催化性能優異及成本低等優點。

技術領域

本發明涉及空氣凈化及催化材料領域，具體涉及一種三聚氰胺甲醛泡沫負載納米二氧化錳材料的制備方法及其應用。

背景技術

甲醛是一種常見的室內空氣污染物。室內空氣中的甲醛主要來源：木地板及木制家具中的膠粘劑、紡織用品及建筑裝飾材料等。甲醛已經被世界衛生組織確定為致癌和致畸形物質。低濃度甲醛可引起慢性呼吸道疾病，引起新生兒體質降低，甚至引起鼻咽癌。高濃度甲醛對神經系統、免疫系統、肝臟等都有毒害。此外，甲醛無色無味，存續期長達3-15年。因此，清除空氣中的甲醛污染具有的意義。

目前清除空氣中甲醛的方法主要有化學反應法、活性炭吸附法、光催化氧化法以及催化氧化法等?；瘜W反應法是利用與甲醛具有高反應活性的物質如氯化銨、尿素等與甲醛反應生成新的物質來降低空氣中甲醛含量，該法初期效果較好，但高濃度的氯化銨或尿素對人體有害；活性炭吸附法是利用活性炭吸附甲醛，吸附效果明顯，是目前最常使用的方法，但其吸附容量有限，當其吸附達到飽和時就會成為新的污染源；光催化氧化法是采用TiO₂、ZnO等光催化劑在光照條件下生成的具有強氧化能力的空穴(h⁺)和氫氧自由基（·OH）將甲醛氧化生成CO₂和H₂O，該法具有催化效率高、無二次污染等優點，但光催化劑必須在光源(主要是紫外光)照射下才能激活，限制了該類催化劑的應用；催化氧化法是采用MnO₂等金屬氧化物在常溫下催化甲醛分解成CO₂和H₂O，具有快速反應且使用過程無損耗的特點。二氧化錳催化法是利用二氧化錳粒子的活性表面，與空氣中的水分及氧氣生成的具有強氧化能力的氫氧自由基（?OH）與O₂^-將甲醛氧化生成CO₂和H₂O，該方法具有催化效率高、無二次污染等優點。二氧化錳的活性主要取決于二氧化錳粒子的粒徑，粒徑越小，表面活性越高，氧化空氣中的水分及氧氣的能力就越強，催化甲醛分解性能就越優異，但小粒徑二氧化錳存在易團聚，難回收等缺點。專利CN107697952A介紹了一種用于去除空氣中低濃度甲醛的二氧化錳材料，該專利利用錳鹽與雙氧水在堿性條件下反應生成高活性的二氧化錳，制備的二氧化錳對甲醛具有良好的去除能力，但制備的二氧化錳是粉末，回收或二次使用困難。專利CN108262039A公開了一種負載二氧化錳的纖維及其制備方法，該專利通過粘合劑將二氧化錳粉末負載在纖維上，制備了一種可重復利用的催化甲醛分解的纖維材料，但所用的二氧化錳的粒徑尺寸較大，催化活性小，導致催化甲醛分解的能力有限。

發明內容

有鑒于此，本申請提供一種三聚氰胺甲醛泡沫負載納米二氧化錳材料的制備方法及其應用，制備出二氧化錳粒徑小，使用過程中不易團聚，易回收的納米二氧化錳材料。

本發明為一種三聚氰胺甲醛泡沫負載納米二氧化錳材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將三聚氰胺甲醛泡沫置于濃度為0.1～2.00 mol/L的高錳酸鹽溶液中，得到富含高錳酸根離子的泡沫；

（2）將富含高錳酸根離子的泡沫放置于濃度為0.1～2.00 mol/L的二價錳鹽溶液中，25-95℃下搖床振蕩0.5～4 h，進行氧化還原反應；