[發(fā)明專利]一種吸附材料及其制備方法與應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911359312.0
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN113019306A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊翠霞;姚俊紅;代光劍
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東美的白色家電技術(shù)創(chuàng)新中心有限公司;美的集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): B01J20/06
• 分類號(hào): B01J20/06;B01J23/34;B01D53/86;B01D53/04;B01D39/20;C01G45/02;B01J20/30;B01D53/72;B32B9/02;B32B27/02;B32B27/34;B32B7/12;B32B33/00
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 陳征

本發(fā)明屬于空氣凈化材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種吸附材料及其制備方法與應(yīng)用。所述吸附材料的制備方法包括：在室溫條件下，將氧化劑溶解于水中，向其中加入沉淀劑，反應(yīng)得到混合濁液，固液分離后將所得產(chǎn)物烘干，得到吸附材料；其中，所述產(chǎn)物先造粒成型再經(jīng)所述烘干制得顆粒狀的吸附材料；或，所述產(chǎn)物先經(jīng)所述烘干再經(jīng)研磨得到粉末狀的吸附材料。本發(fā)明對現(xiàn)有δ?MnO₂的制備工藝提出改進(jìn)，不僅簡化工藝，使其更有利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，而且所得吸附材料具有更優(yōu)異的甲醛凈化功能，將其應(yīng)用于空氣濾清器、家用或車用空調(diào)、空氣凈化系統(tǒng)或者新風(fēng)系統(tǒng)等設(shè)備中能夠取得更好的凈化效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于空氣凈化材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種吸附材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

常用的甲醛凈化方法有吸附法、等離子體法、化學(xué)反應(yīng)法和光催化法等。凈化效率高、能量消耗低、使用壽命長和無二次污染是各種室內(nèi)空氣凈化技術(shù)追求的目標(biāo)，但是上述甲醛凈化方法在目前研究水平下與該目標(biāo)還有一定距離。例如，吸附法存在使用壽命或再生的問題，常常因?yàn)闉V網(wǎng)更換不及時(shí)造成二次污染；光催化法存在凈化效率低、副產(chǎn)物多和能耗問題高等；化學(xué)反應(yīng)法在首次或者前幾次的降解過程中表現(xiàn)出較高的除甲醛效率，但是當(dāng)除甲醛的化學(xué)物質(zhì)消耗完全后，效率迅速衰減；等離子體法存在工藝結(jié)構(gòu)復(fù)雜、凈化效率低、副產(chǎn)物高、能耗高和產(chǎn)生臭氧的問題。

目前空氣凈化產(chǎn)品中的凈化異味仍采用普通的活性炭濾網(wǎng)吸附，壽命短又常常因?yàn)闉V網(wǎng)更換不及時(shí)造成二次污染。

而空調(diào)產(chǎn)品中，目前絕大多數(shù)空調(diào)產(chǎn)品中在除甲醛的實(shí)際測試中不達(dá)標(biāo)。因此，研發(fā)一款能夠在無需能量消耗的情況下長期穩(wěn)定地將空氣中的甲醛等污染物催化氧化成水和二氧化碳的催化技術(shù)，同時(shí)能夠成功應(yīng)用在室內(nèi)凈化家電產(chǎn)品或者新風(fēng)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)真正的無耗材高效率凈化室內(nèi)空氣，則顯得意義尤為重大。

二氧化錳是一種公知的室溫下具有除甲醛功能的物質(zhì)。二氧化錳的合成方法有很多，包括水熱沉淀法、水熱分解法、固相法、共沉淀法、溶膠-凝膠法、電化學(xué)法、微乳液法、流變相反應(yīng)法、γ射線照射法、臭氧氧化法等。制備方法的不同對納米二氧化錳的粒度分布、晶粒尺寸以及晶型的轉(zhuǎn)變都具有不同程度影響；而納米二氧化錳的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和形貌與制備方法和制備條件有很大關(guān)系。合成方法中，水熱法對需要一定的溫度和壓力，對反應(yīng)器皿具有非常高的要求，且能耗高。固相法合成的二氧化錳絕大多數(shù)為γ-MnO₂和α-MnO₂。共沉淀法中不同的沉淀劑所產(chǎn)生的二氧化錳的晶型也有差異。溶膠-凝膠法需要經(jīng)過溶膠、凝膠、干燥、熱處理等復(fù)雜過程，且熱處理溫度相對較高，能耗大。電化學(xué)法、微乳液法、流變相反應(yīng)法、γ射線照射法、臭氧氧化法等對工藝的要求高，且不利于大規(guī)模生產(chǎn)，其中γ射線照射法、臭氧氧化法還存在輻射和臭氧污染等問題。

現(xiàn)有技術(shù)公開了一種空氣凈化材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于化學(xué)催化分解技術(shù)領(lǐng)域。包括基材和錳氧化物，錳氧化物負(fù)載在基材上，所述錳氧化物是由高錳酸鹽和還原劑原位還原制備的水鈉錳礦型錳氧化物；所述基材為過濾棉、無紡布、棉布或紗布、具有過濾顆粒物功能的纖維。制備方法包括以下步驟：將季銨鹽和高錳酸鹽溶解在水中，加入基材；加入還原劑到上步驟所得溶液中，充分?jǐn)噭?；將上步驟所得的溶液進(jìn)行恒溫加熱；取出基材進(jìn)行干燥，獲得成品。然而，此方法除氧化劑還原劑外，還加入了第三種原材料季銨鹽，導(dǎo)致原材料種類增多，除造成制造成本增加外，還增大了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定性。

現(xiàn)有技術(shù)還公開了一種制備不同晶型二氧化錳的制備方法，采用二價(jià)錳鹽為還原劑，高錳酸鉀為氧化劑，通過調(diào)整原料的比例，在反應(yīng)釜中于160℃反應(yīng)1-12h，既可合成一維的α-MnO₂納米纖維、β-MnO₂納米棒，又可合成二維結(jié)構(gòu)的δ-MnO₂花狀結(jié)構(gòu)。但此方法需要在加熱的情況下進(jìn)行反應(yīng)，不僅增加了耗電，同時(shí)溫度的提高易導(dǎo)致危險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)增加。