[發明專利]用于甲醛催化分解的氣凝膠復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201910657066.0
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN110420667A
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 郭探;云山;陳靜;洪坤
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: B01J31/32
• 分類號: B01J31/32;B01J35/10;B01D53/72;B01D53/86;B01J13/00
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 謝觀素

本發明公開了用于甲醛催化分解的氣凝膠復合材料，該材料是由二氧化錳納米粉體和大孔徑透氣聚硅氧烷氣凝膠復合而成，通過氣凝膠負載二氧化錳納米粉體，不僅可以實現高的暴露面積和活性位點位置，提高催化分解效率，還能作為支撐材料，實現氣體的快速通過與分離。本發明還公開了用于甲醛催化分解的氣凝膠復合材料的制備方法，利用水熱法在成本低廉的氣凝膠原位負載甲醛催化分解效率高的二氧化錳納米材料，實現甲醛氣體的快速分離與催化分解，工藝簡單、效率高。

技術領域

本發明屬于有機污染物降解領域，涉及甲醛的催化分解，具體涉及用于甲醛催化分解的氣凝膠復合材料及其制備方法。

背景技術

近幾年來，空氣污染問題是一個越來越引起人們關注的話題。而與人類居住、生活、工作息息相關的室內空氣污染更是得到我們的重視。自上個世紀九十年代以來，室內空氣污染問題已經成為了一個全球性的問題。尤其是我們這個在經濟、科技以及社會高速發展的國家，在近二十年來，人民的物質生活水平得到非常大的改善和提高。室內裝修裝飾、木板家具、家用電器設備以及繁多的化學日用品越來越多的被使用到了我們居住生活的室內環境之中。

室內空氣污染物主要是揮發性有機物（Volatile Organic Compounds 簡稱VOCs）。VOCs 指的是在常壓下，其沸點在 50℃至260℃之間的有機化合物。VOCs

在人體肝臟、腎臟、神經等方面均具有毒性，甚至有的 VOCs具有致癌的作用，它嚴重影響到人體的健康，造成環境的污染。在眾多VOCs氣體中，甲醛是人類生活中接觸的最常見，也是最有害的氣體之一。如今國際上的研究者對于甲醛的問題高度重視，進行大量的研究工作，其中在對催化降解甲醛的方法中主要包括催化和吸附等。

為了應對日益嚴重的室內空氣污染問題，人們研究如何將污染物通過物理吸附或者化學方法進行催化降解。其中二氧化錳作為一種金屬催化劑，由于其本身催化性能的優良以及不會產生中間有害產物，已經得到廣泛關注和深入研究。

公開號為CN105964290A的專利公開了一種催化氧化去甲醛催化劑及其制備方法。一種催化氧化去甲醛催化劑，包括改性載體及負載于改性載體上的活性組分；所述的改性載體為經過鈦酸四丁酯及硅烷偶聯劑改性的多孔載體，活性組分為核-粒結構的Ag_x-Au納米材料。該方法通過貴金屬催化氧化甲醛，但是貴金屬價格昂貴，并且容易失去活性，導致該發明實際應用受到很大的限制。

公開號為CN109622065A的專利公開了一種室溫去除甲醛的負載型催化劑及其制備方法。這種室溫去除甲醛的負載型催化劑為負載二氧化錳的多孔聚合物。這種室溫去除甲醛的負載型催化劑是通過高內相乳液聚合反應制得。該發明通過乳液聚合制備的負載二氧化錳納米粉體，分散性不行，與甲醛氣體接觸的比表面積較小，因而催化分解效率較低。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供用于甲醛催化分解的氣凝膠復合材料，通過氣凝膠負載二氧化錳納米粉體，不僅可以實現高的暴露面積和活性位點位置，提高催化分解效率，還能作為支撐材料，實現氣體的快速通過與分離。本發明的另一目的在于提供用于甲醛催化分解的氣凝膠復合材料的制備方法，利用水熱法在成本低廉的氣凝膠原位負載甲醛催化分解效率高的二氧化錳納米材料，實現甲醛氣體的快速分離與催化分解，提供的制備方法是一種工藝簡單、效率高的制備方法，進一步推進甲醛分解的實際應用。

本發明是通過以下技術方案實現的：

用于甲醛催化分解的氣凝膠復合材料，該材料是由二氧化錳納米粉體和大孔徑透氣聚硅氧烷氣凝膠復合而成。

所述復合材料中，二氧化錳納米粉體質量含量為1-20%，聚硅氧烷氣凝膠質量含量為80-99%。

所述聚硅氧烷氣凝膠的密度為0.07~0.26 g·cm^-3，孔隙率為85%~96%，孔徑分布為200~2000 nm。