[發明專利]核殼結構型錳系催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202011141353.5
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112121790A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 劉群鴻;劉主良;蘇潔茹;劉志輝;陳秋萍
• 申請（專利權）人: 福建省宇誠環保科技有限公司
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01J31/06;B01J35/10;B01D53/86;B01D53/66;B01D53/58;B01D53/72
• 代理公司: 泉州協創知識產權代理事務所(普通合伙) 35231
• 代理人: 王偉強

本發明涉及核殼結構型錳系催化劑及其制備方法，催化劑以毫米級顆粒為核，以負載有納米活化顆粒的納米載體為殼，進一步包括包裹于核殼的多孔降解包覆層。本發明多孔納米載體利于吸附甲醛、氨氣等污染氣體，吸附量大，低負載，降解效率高且在多次使用后仍可保持高于80%的降解水平，無需提供特定光源、熱能，可有效催化分解常溫下室內甲醛、臭氧、氨等氣態污染物，凈化效率高；另外，利用多孔降解包覆層的凝膠網絡特性大大增強納米活化顆粒于納米載體上的附著性，可應用于復雜環境中，另一方面孔隙率大大提高，污染氣體更易與納米活化顆粒反應而降解，同時有助于減少納米活化顆粒團聚或保持納米級，催化降解性能穩定，壽命更長。

技術領域

本發明屬于催化劑技術領域，具體涉及一種核殼結構型錳系催化劑及其制備方法。

背景技術

隨著我國經濟的迅速發展，人們的生活水平不斷提高，美化居住環境、提高生活品質已成為人們的基本物質要求，然后建筑裝飾材料中或多或少的含有氨、甲醛、苯、甲苯、TVOC等揮發性有害氣體，如果長期接觸這些有害氣體會導致呼吸道疾病、影響心肺功能、神經系統，甚至引起基因突變和癌變。因此，如何有效降解氨、TVOC、甲醛、苯等有害氣體成為了人們關注的熱點。

目前，常見的治理室內污染的空氣凈化技術有吸附技術、臭氧氧化技術、光催化降解技術、等離子技術等。吸附技術操作簡單，但是吸附劑需要定期更換，并且物理吸附在室溫變化之后容易脫附產生二次污染；臭氧氧化技術所需臭氧濃度較高，國標內嚴格限定室內臭氧濃度，超標的臭氧濃度對人體有害，并且對污染物的降解效果也不明顯；光催化技術對催化要求較為苛刻，常規的光催化需要紫外光進行光催化分解，可實現可見光催化的技術成本較高，而且應用較為困難，特別是在抽屜、衣柜等黑暗空間，無法實現空氣凈化；等離子技術能耗較高，而且容易產生臭氧，并且等離子發生器容易衰弱，在長時間凈化上較為困難。

催化氧化技術是被工人最有效且具有巨大市場潛力實現室內空氣凈化的技術手段之一，可實現室內的氣態污染物催化分解，凈化效率高、應用方便、設備簡單、能耗低、沒有二次污染。近年來，催化氧化技術在室內凈化方面獲得很多成果。CN105854592A公開一種凈化空氣材料及其制備方法和應用，材料以鋁或鋁合金為基材負載水鈉錳礦結構的錳氧化物，在室溫條件下款速分解空氣中的甲醛和臭氧，該方法甲醛的降解率低于80％、穩定性差、催化材料壽命較短。

發明內容

本發明目的在于提供一種核殼結構型錳系催化劑及其制備方法，低負載但催化降解性能佳。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

核殼結構型錳系催化劑，以毫米級顆粒為核，以負載有納米活化顆粒的納米載體為殼。

優選地，所述納米載體為粉體活性炭、石墨烯、石墨、白炭黑、粉體分子篩、三氧化二鋁、氧化鋅中的一種或者任意組合。

優選地，所述毫米級顆粒為活性炭顆粒、活化硅顆粒、分子篩顆粒、氧化鋁顆粒、氧化鈣顆粒中的一種或者任意組合。

進一步地，該錳系催化劑還包括包裹于核殼的多孔降解包覆層。

本發明還提供一種核殼結構型錳系催化劑的制備方法，具體步驟為：a)、于反應釜中加入錳酸鹽及溶劑，攪拌均勻后再加入還原劑進行反應一段時間；b)、在不斷攪拌的同時往反應釜中緩慢加入納米載體，繼續攪拌至反應完全；c)、接著往反應釜中加入毫米級顆粒，繼續攪拌至反應完全；d)、反應結束后，將反應物倒入篩網中進行過濾，將濾除的核殼顆粒進行干燥。

其中：所述錳酸鹽為高錳酸鈉、高錳酸鉀、錳酸鉀、錳酸鈉、高錳酸鈣、高錳酸鋇中的一種或者任意組合；所述溶劑為水、環己烷、丙酮、甲苯、乙酸乙酯、正丁醇中的一種或任意組合；所述還原劑為草酸、硼氫化鈉、硼氫化鉀、乙醇、甲醇、氨水、鹽酸中的一種或者任意組合。