[發明專利]MOF骨架炭化異質結的空氣凈化材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110927441.6
• 申請日: 2021-08-13
• 公開（公告）號: CN113368828B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 高志良;張平平;曾國梁;李高峰;余謙虛;姜建中;程千釘;胡萬照;周黎;金光遠
• 申請（專利權）人: 北京航天河科技發展有限公司
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01D53/86;B01J20/30;B01D53/66;B01D53/58;B01D53/44;B01D53/72;B01J23/889;B01J23/34;B01J37/08
• 代理公司: 北京乾成律信知識產權代理有限公司 11927
• 代理人: 姚志遠;蘇捷

本申請公開了MOF骨架炭化異質結的空氣凈化材料及其制備方法與應用，具體涉及空氣凈化技術領域。MOF骨架炭化異質結的空氣凈化材料，為錳系催化劑/金屬氧化物/炭異質結；所述金屬氧化物和炭負載在錳系催化劑表面。可應用于去除室內污染氣體，對甲醛、乙醛等小分子去除率可達95.8%?98.3%，氨氣、臭氧、TVOC等凈化率達96%以上。

技術領域

本申請涉及空氣凈化技術領域，具體涉及MOF骨架炭化異質結的空氣凈化材料及其制備方法與應用。

背景技術

近年來，居室的裝修污染帶來的室內空氣質量問題是目前室內環境污染的主要來源；房屋裝修后的殘留有害物質嚴重影響人類的生活質量。人們每天平均有80%以上的時間在室內度過，室內污染源對人體總暴露的貢獻遠遠高于室外工業污染源。

甲醛、TVOC是室內環境中的首要污染物，它們主要來自于室內裝飾裝修材料散發。除此之外，乙醛、氨氣、臭氧、寵物異味、細菌體等，也是室內污染的主要來源。室內裝飾裝修材料種類繁多，這些材料不斷向室內空氣中散發污染氣體，長期處于裝修污染環境時，對人體健康會產生很大危害。

目前，空氣有機污染物主要通過物理、化學以及生物方法去除，主要去除室內裝修污染氣體的方法有吸附法、光催化法等。吸附法對氣體無選擇性，容量小易產生脫附，造成二次污染。光催化法需要在紫外光照射下才能進行，具有較大的局限性，并且，光催化劑普遍結構不穩定，光催化效率普遍較低。

發明內容

為了解決本領域存在的上述不足，本申請提供MOF骨架炭化異質結的空氣凈化材料及其制備方法與應用，本申請的空氣凈化材料對室內有害氣體采用吸附和催化分解相結合的方法，既克服了吸附量小的問題，又解決了室溫下可分解的問題，可用于去除室內污染氣體甲醛、乙醛、氨氣、臭氧、TVOC等有害物質。

根據本申請的一個方面，MOF骨架炭化異質結的空氣凈化材料，為錳系催化劑/金屬氧化物/炭異質結；

所述金屬氧化物和炭負載在錳系催化劑表面。

根據本申請的一些實施例，所述錳系催化劑顆粒的質量比為20-50%；

所述金屬氧化物的質量比為5-10%。

根據本申請的另一個方面，MOF骨架炭化異質結的空氣凈化材料的制備方法，將錳系催化劑顆粒、金屬鹽、有機配位劑、有機溶劑按比例混合反應，得負載MOF結構的錳系催化劑；

將負載MOF結構的錳系催化劑進行煅燒；得錳系催化劑/金屬氧化物/炭復合材料；

將錳系催化劑/金屬氧化物/炭復合材料堿性改性，即得錳系催化劑/金屬氧化物/炭異質結。

根據本申請的一些實施例，所述錳系催化劑顆粒的質量比為20-50%；

所述金屬鹽的質量比為5-10%；

所述有機配位劑的質量比為20-40%；

所述有機溶劑的比例為30-50%。

根據本申請的一些實施例，所述反應溫度為50-150℃；優選110℃；

優選地，所述反應時間為6-24h；優選17h。

根據本申請的一些實施例，所述反應產物需進行離心洗滌；

優選地，所述洗滌溶劑選自去離子水、無水乙醇中的一種或兩種。

根據本申請的一些實施例，所述錳系催化劑顆粒大小為1-2μm；

優選地，所述煅燒溫度為220-300℃；

優選地，所述堿性改性所用堿選自NaOH或KOH。