[發明專利]一種硅膠負載活性二氧化錳材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110651986.9
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113368901A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 馬賀偉
• 申請（專利權）人: 嘉興學院
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;B01J31/32;B01J31/06;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 戴嵩瑋

本發明屬于催化材料技術領域，具體涉及一種硅膠負載活性二氧化錳材料及其制備方法和應用。本發明先用鹽酸活化硅膠，得到活化硅膠；再將所述活化硅膠與有機溶劑、堿和環氧氯丙烷進行環氧化改性反應，得到環氧化硅膠；將所述環氧化硅膠與水和氨水進行氨基化改性反應，得到氨基化硅膠；將所述氨基化硅膠與水、植物栲膠和噁唑烷進行交聯反應，得到固載單寧硅膠；將所述固載單寧硅膠與高錳酸鉀進行氧化還原反應，得到硅膠負載活性二氧化錳材料。本發明采用上述制備方法制備得到的硅膠負載活性二氧化錳材料中，活性二氧化錳與硅膠之間結合牢固，穩定性高，解決了二氧化錳的易脫落問題，且具有良好的催化活性。

技術領域

本發明屬于催化材料技術領域，具體涉及一種硅膠負載活性二氧化錳材料及其制備方法和應用。

背景技術

甲醛是目前公認的室內空氣最主要的污染物。人體長期接觸甲醛，會引起呼吸道疾病、降低免疫力，嚴重威脅健康。由于甲醛來源廣泛，室內及生產車間等作業場所均可能存在一定濃度的甲醛。我國國家標準《室內空氣質量標準》(GB/T 18883-2002)規定室內甲醛濃度應不超過0.1mg/m³。因此，室內甲醛的去除技術一直是研究的熱點，其中通過催化技術來去除空氣中的甲醛，是國內外解決室內甲醛污染的最有效途徑。

活性二氧化錳作為一種過渡金屬氧化物，被證實是去除空氣中甲醛的有效材料。而且二氧化錳性質穩定、無環境毒性。但是單一的活性二氧化錳通常為粉末狀，在使用過程中易出現團聚、堆積或流失，導致重復性及持久性差，無法推廣普及。因此將二氧化錳負載于載體上，制備性質穩定的負載活性二氧化錳的材料，成為國內外研究的方向。但是，現有技術中負載型活性二氧化錳，通常是采用物理沉積的方式，例如采用硫酸錳和高錳酸鉀反應產生二氧化錳，產生的二氧化錳以隨機的方式沉積到載體上。然而，這種方式制備的活性二氧化錳負載材料的穩定性受到載體材料的性質和沉積方式的影響，容易出現結合牢度不高的問題，從而導致其穩定性差，進而影響負載型活性二氧化錳材料的催化活性。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種硅膠負載活性二氧化錳材料的制備方法，該方法制備得到的硅膠負載活性二氧化錳材料中二氧化錳與硅膠結合牢固，材料穩定性好、催化活性高。

為了實現上述目的，本發明提供了以下技術方案：

本發明提供了一種硅膠負載活性二氧化錳材料的制備方法，包括以下步驟：

1)將硅膠和鹽酸混合進行活化反應，得到活化硅膠；

2)將所述活化硅膠與二甲基亞砜、堿和環氧氯丙烷混合，進行環氧化改性反應，得到環氧化硅膠；

3)將所述環氧化硅膠與水和氨水混合進行氨基化改性反應，得到氨基化硅膠；

4)將所述氨基化硅膠與水、植物栲膠和噁唑烷混合進行交聯反應，得到固載單寧硅膠；

5)將所述固載單寧硅膠與高錳酸鉀混合進行氧化還原反應，得到硅膠負載活性二氧化錳材料。

優選的，所述硅膠與鹽酸的質量比為100:(300～400)；所述鹽酸的摩爾濃度為6mol/L。

優選的，所述活化反應的溫度為50～60℃；所述活化反應的時間為5～10h。

優選的，所述堿包括NaOH或KOH；所述步驟2)中活化硅膠的質量以制備所述活化硅膠的原料硅膠計，硅膠、有機溶劑、堿和環氧氯丙烷的質量比為100:(200～300):(8～15):(50～60)。

優選的，所述步驟3)中環氧化硅膠的質量以制備所述環氧化硅膠的原料硅膠計，硅膠、水和氨水的質量比為100:(80～150):(150～300)。

優選的，所述植物栲膠為荊樹皮栲膠或楊梅栲膠；所述植物栲膠中單寧有效含量≥60％。