[發明專利]一種甲醛降解催化劑的制備方法

在審

• 申請號: 202110688543.7
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113368847A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 金頂峰;王俊杰;俞天壽;柳宛彤;金紅曉;李靜;彭曉領;洪波;王新慶
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01J35/10;B01D53/86;B01D53/72
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本發明公開一種利用氫氧化鉀、二氧化錳和活性炭合成甲醛降解催化劑的簡便制備方法。包括以下步驟：(一)、將氫氧化鉀與二氧化錳稱量，混合的粉體倒入IKA研磨機中研磨混料；(二)、將稱量出的活性炭加入步驟(一)已混合均勻的粉體中，再將混合的粉體倒入IKA研磨機中研磨混料；(三)、將得到的粉體放入50℃?150℃烘箱中，干燥3?10小時后得到一種甲醛降解催化劑材料。該法步驟簡單、操作容易，制備的甲醛降解催化劑具有較高的甲醛降解效率，穩定性好。

技術領域

本發明涉及一種利用氫氧化鉀,二氧化錳和活性炭合成甲醛降解催化劑的工藝，屬于無機材料制備范圍。

背景技術

甲醛是揮發性有機化合物VOCs(Volatile Organic Compounds)中最主要的一種，在中國有毒化學品優先控制名單中高居第2位。甲醛已成為最主要的室內空氣污染物之一，不僅影響人體的上呼吸道和肺部，引起肝功能、免疫功能、神經系統異常，導致中樞部分功能喪失；而且長時間接觸高質量濃度甲醛可以導致多種癌癥的發生。2004年6月，國際癌癥研究機構將甲醛從二類致癌物上升到一類致癌物。室內甲醛的釋放過程長達3～15年，中國于2003年3 月1日實施的《室內空氣質量標準》中明確規定，室內空氣中甲醛1h內平均質量濃度最高允許為0.1mg/m³，但目前大多情況遠高于這一標準。由于甲醛的釋放過程是一個緩慢的過程，使得消除空氣中的甲醛相對困難。雖然治理甲醛的技術很多，但都或多或少的存在缺點：臭氧負離子技術法反應速率慢，且可能有二次污染物質生成；吸附法吸附速率較慢，部分易脫附等；低溫等離子技術法存在設備較貴，耗能較高，且產生二次污染物如一氧化碳和臭氧等問題；光催化氧化法是目前研究的較多的一種，但需要紫外光能量，太陽光中紫外光所占比例又很少。而金屬氧化物催化法能在室溫無光的條件下進行，反應條件溫和，操作簡便，消除效果好，具有很好的發展前景。

二氧化錳作為一種金屬氧化物，屬n型半導體，其組成并不完全符合化學計量，總是少量的缺氧，當吸附氧氣或其它氧化性氣體時，會有較小程度的吸附以補充氧空位。二氧化錳的結構中含有混合價(Mn³⁺和Mn⁴⁺)的八面體分子篩構型，這種構型使二氧化錳在催化反應中具有很高的活性。二氧化錳表面吸附有水，多數情況下最終解離生成羥基自由基，在催化反應中具有重要作用。二氧化錳是深度氧化的催化劑，其中氧的反應活性很高，而且與醛反應不會生成酸，可氧化生成二氧化碳，同時生成水，但生成的水能繼續解離成羥基自由基參與氧化甲醛的反應。但是普通二氧化錳由于其較低的比表面積，較小的孔容，無規則的孔道，在室溫下催化氧化甲醛效果相對較低，需要經過改性提高其對甲醛的降解效率。

氫氧化鉀作為一種堿性物質，暴露在空氣中極易吸水而潮解進而與二氧化碳反應生成碳酸鉀。通過氫氧化鉀的吸水效應，可以加速水分的吸入進而參與到甲醛的降解中。活性炭是經過加工處理所得的無定形碳，具有很大的比表面積，對氣體、溶液中的無機或有機物質及膠體顆粒等都有良好的吸附能力。傳統的活性炭方法去除甲醛僅為吸附作用，無法徹底除去，且容易達到吸附飽和。而活性炭與二氧化錳的混合可以使甲醛富集在二氧化錳表面，增加甲醛的反應濃度，進一步加入氫氧化鉀使得水分富集在二氧化錳表面，反應物的濃度增加，對比商業化二氧化錳，對甲醛的降解效率有顯著提高。本發明提供了一種利用氫氧化鉀、二氧化錳和活性炭合成甲醛降解催化劑的簡便制備方法。

發明內容

本發明要解決目前商業二氧化錳由于其較低的比表面積，較小的孔容，無規則的孔道，在室溫下催化氧化甲醛效果相對較低的缺點；而傳統活性炭吸附速率較慢，部分易脫附，會導致吸附飽和以及二次污染等問題。

本發明提供了一種利用氫氧化鉀、二氧化錳和活性炭合成甲醛降解催化劑的簡便制備方法，具體技術方案如下：

一種甲醛降解催化劑的制備方法，該甲醛降解催化劑的制備方法包括以下步驟：

(一)、將氫氧化鉀與二氧化錳按質量比1/1-1/10的比例稱量，再將稱量出的固態氫氧化鉀加入二氧化錳粉體中，混合的粉體倒入IKA研磨機中研磨混料1-5次，研磨混料時間為 5-30秒；