[發明專利]一種采用多金屬氧酸鹽在空氣室溫下催化分解甲醛的方法

有效

• 申請號: 202010600430.2
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111760451B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 魏哲宇;余焓
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/72;B01J31/22;B01J31/18
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 劉燕武

本發明涉及一種采用多金屬氧酸鹽在空氣室溫下催化分解甲醛的方法，取多金屬氧酸鹽作為催化劑與去離子水加入反應容器中，得到多金屬氧酸鹽溶液，再加入甲醛，于空氣氣氛下，攪拌反應，即完成對甲醛的催化分解。與現有技術相比，本發明對環境友好，不僅催化劑制備成本低廉，過程簡單并且易于控制和工業化生產。

技術領域

本發明屬于甲醛催化分解技術領域，涉及一種采用多金屬氧酸鹽在空氣室溫下催化分解甲醛的方法。

背景技術

甲醛是被世界衛生組織(WHO)確定為致癌和致畸性的有毒物質，在我國毒性化學品名單中，甲醛位居第二。研究表明，當室內空氣中甲醛含量為0.05/m3時，即會對眼、鼻、喉和呼吸道系統造成刺激，引起頭暈、流淚、眼腫、咳嗽等神經與呼吸系統癥狀。盡管大多數室內環境的甲醛濃度較低，毒性較小，但慢性作用同樣會對人體健康造成威脅，可引起過敏性皮炎、色斑等皮膚性疾病，并引起新生兒的抵抗力低下，染色體異常。而長時間吸入高濃度甲醛會導致人體免疫功能紊亂，產生肝、肺損傷，同時造成神經中樞系統的損傷，嚴重時甚至導致死亡。現代城市環境的甲醛污染日漸嚴重，主要來自汽車尾氣、新型建材、橡膠的工業生產等。室內家具的人造板材、裝飾材料及日常用品等同樣會持續釋放甲醛。部分劣質復合板家具及裝潢材料中的甲醛不會完全揮發掉，可能需3-15年才能完全釋放，導致甲醛的殘留和超標。因此，研究甲醛分解的方法引起了化學家極大的關注。

目前國內外甲醛的脫除方法主要包括物理吸附法，光催化分解和空氣金屬催化氧化法。以活性炭等材料的吸附法，無法從根本上去除甲醛，吸附飽和以后溢出會產生二次污染。采用TiO2等制備的光催化材料需要特定的波長分解甲醛，對于日光環境及弱光環境效果微弱。基于空氣的催化氧化甲醛的方法最近引起了極大的關注，因為它們僅利用環境中的氧氣作為氧化劑，相比其它氧化劑更便宜和更豐富，并且氧化反應中產生很少的水和二氧化碳。目前已經報道的催化劑，如MnO₂，貴金屬催化劑(Au、Ru、Rd、Pt、Ag等)具有較好的氧化甲醛的效果，然而其制備復雜，成本昂貴，催化氧化溫度≥373.45K極大限制了其工業化應用。

發明內容

本發明的目的就是為了提供一種采用多金屬氧酸鹽在空氣室溫下催化分解甲醛的方法，以簡化工藝流程，提高催化分解效率等。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種采用多金屬氧酸鹽在空氣室溫下催化分解甲醛的方法，取多金屬氧酸鹽作為催化劑與去離子水加入反應容器中，得到多金屬氧酸鹽溶液，再加入甲醛，于空氣氣氛下，攪拌反應，即完成對甲醛的催化分解。此處的室溫僅表示日常生活中的的常規室內溫度，并不特指某一最優溫度。

進一步的，多金屬氧酸鹽的加入量為0.1mol％～5mol％。更進一步的，多金屬氧酸鹽的加入量優選為1mol％。

進一步的，攪拌反應的溫度為0-30℃，反應時間為6-12h。更進一步的，攪拌反應的溫度優選為30℃，反應時間優選為12h。

進一步的，所述的多金屬氧酸鹽催化劑的構型為Keggin型、Wells-Dawson型、Anderson型、Lindqvist型、Waugh型或Silverton型中的一種。

更進一步的，所述的多金屬氧酸鹽催化劑的構型為Anderson型構型。

進一步的，所述的多金屬氧酸鹽催化劑為以Al、Fe、Cu、Ni或Cr等非貴族金屬為中心金屬的Anderson型多金屬氧酸鹽。也可以為Tris衍生物(三烷氧基衍生物)修飾的Al、Fe、Cu、Ni或Cr等為中心金屬的Anderson型多金屬氧酸鹽。

進一步的，反應結束后，還往反應體系中加入有機溶劑回收催化劑以循環使用。

更進一步的，所述有機溶劑為乙醚、乙醇或甲醇等。

本發明中涉及到的甲醛的氧化分解通式如下：