CN107335429A - 一种室内甲醛催化氧化净化剂的制造方法 - Google Patents

一种室内甲醛催化氧化净化剂的制造方法 Download PDF

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胡振宇
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Abstract

本发明公开了一种室内甲醛催化氧化净化剂的制造方法，它涉及气固相催化氧化反应技术领域。其是利用废FCC催化剂Al2O3和SiO2多孔质载体、La2O3和CeO2催化剂，及石油裂解过程中沉积的金属Ni、V2O5、Fe2O3和负载的MnO2共同促进吸附在催化剂上的甲醛在常温条件下分解反应来完成甲醛的去除，甲醛的去除率可达98％。其制造工艺主要为酸浸扩孔→浸渍高锰酸钾→造粒→灼烧、活化等工艺完成。因此，本发明技术不仅具有显著除甲醛效果，同时变废为宝，保护了环境。

Description

一种室内甲醛催化氧化净化剂的制造方法
技术领域
本发明涉及一种室内有害气体净化剂的制造方法
背景技术
目前，室内空气主要污染物为游离甲醛、苯、氨、TVOC和尼古丁等有害气体。特别是甲醛对人的伤害更大，当甲醛含量大于0.08mg/m3的浓度可引起眼红、眼痒、咽喉不适或疼痛、声音嘶哑、喷嚏、胸闷、气喘、皮炎等症状。长期接触低浓度甲醛会引起慢性呼吸道疾病，鼻咽癌、结肠癌、脑癌、月经紊乱、细胞核的基因突变、妊娠综合症、白血病、记忆力和智力下降等。
目前，国内外采取多种方法治理室内甲醛污染，且现在已有一些产品问世。治理室内甲醛污染的空气净化技术归纳起来主要有：物理吸附技术、催化技术、化学中和技术、空气负离子技术等。市场上使用的甲醛去除剂，大多以多孔物质吸附为主，吸附剂多是一种物理表面吸附，吸附量与吸附剂的表面面积和吸附温度关联性强，且吸附量有限，对污染较重室内4-5天就达到饱和，如果室内温度升高，甲醛、氨和 TVOC等已吸附的气体会解析，对室内形成二次污染。申请号(专利号：CN201611195566.X)公开了一种甲醛吸附剂及其制备方法，该方法将海泡石、石墨、硅藻土、硅胶、三氧化二铝和水混合后进行脱水，并压制成滤饼；将所述滤饼干燥，并碾碎成粉末，即得到所述甲醛吸附剂。该吸附剂对室内甲醛具有一定的吸附量，但有效期非常短。
发明内容
本发明的目的是针对现有室内甲醛净化技术的不足，提供一种简便高效催化氧化去除室内甲醛的方法，该方法工艺条件简单、成本低廉，变废为宝，对环境友好。本专利发明人对国内外室内甲醛去除技术进行了深入的研究，旨在发现一种新方法来解决现有技术的不足。与以往相比，研究发现采用对废FCC 催化剂进行扩孔处理，增大催化剂的孔隙度和比表面积，然后负载二氧化锰，催化分解甲醛效果更好，成本更低，从而完成本发明。
本发明的目的是这样实现的：一种室内甲醛催化氧化净化剂的制造方法，主要通过以下步骤实现：
(1)脱孔：将废FCC催化剂中加入硫酸酸浸脱孔，控制浸出温度85-90℃，反应时间8-12h，当孔体积大于0.5ml/g为反应终点。
(2)负载：对步骤(1)所得物料，浸渍高锰酸钾溶液，浸渍4-6h。
(3)造粒：对步骤(2)所得物料，采用干法成型工艺，利用圆盘造粒机完成成型造粒，在圆盘中不断加入催化剂，并喷水雾，当粒度达到5.0-6.0mm规格后，球粒自造粒机边沿滚出，用传送带传送到振筛机进行筛选，筛选球粒直径为3.0-5.0mm；
(4)干燥灼烧：对步骤(3)所得物料进行干燥灼烧；灼烧温度300-400℃，时间2-3h左右，将高锰酸钾分解变成二氧化锰负载到催化剂上；
(5)降温，真空包装，即得到用于室内及汽车中吸附甲醛的吸附剂。
作为一种优选方案，所述的硫酸质量浓度为30％-60％。
作为一种优选方案，所述的高锰酸钾纯度为99％以上，高锰酸钾浸渍的浓度0.5％-3％.
发明原理：室温催化氧化分解甲醛原理：吸附-存储-催化-氧化分解循环净化的原理。利用FCC催化剂在石油裂解过程中沉积的金属Ni、V2O5和La2O3和负载的MnO2共同促进吸附在催化剂上的甲醛在常温条件下分解反应，催化剂中CeO2在室温条件下具有高储氧能力和优越的氧化还原性质，催化剂中沉积的CeO2能够提供足够多的氧气在催化剂载体内0.3-2.0nm的微孔内完成甲醛的催化氧化反应。
本发明与现有技术相比，其优点在于：
本发明采用甲醛催化氧化法去除室内甲醛的污染，克服传统吸附材料活性炭、海泡石、沸石、硅藻土等材料对甲醛简单物理吸附，吸附量小，吸附的甲醛易脱附的缺点，采用吸附-催化-氧化分解法，形成虹吸效应，将室内低浓度的甲醛不断吸附到净化剂中不断分解成二氧化碳和水，从而最终解决了甲醛对室内
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明各个实施例中所用的废催FCC催化剂样品分析数据图。
图2为本发明各个实施例中所用的废催FCC催化剂样品的物相分析图。
图3为本发明各个实施例甲醛催化氧化净化剂的制造工艺及除甲醛效果图。
图4为本发明各个实施例甲醛去除效果图。
具体实施方式
基于附图说明本发明优选的实施方式。(1)脱孔：将废FCC催化剂中加入硫酸酸浸脱孔，控制脱孔温度90℃，脱孔时间8-12h，当孔体积大于0.5cm3/g为反应终点。
(2)负载：对步骤(1)所得物料，浸渍高锰酸钾溶液，浸渍4-6h。
(3)造粒：对步骤(2)所得物料，采用干法成型工艺，利用圆盘造粒机完成成型造粒，在圆盘中不断加入催化剂，并喷水雾，当粒度达到5.0-6.0mm规格后，球粒自造粒机边沿滚出，用传送带传送到振筛机进行筛选，筛选球粒直径为3.0-5.0mm；
(4)干燥灼烧：对步骤(3)所得物料进行干燥灼烧；灼烧温度300-400℃，时间2-3h左右，将高锰酸钾分解负载到催化剂上；
(5)降温，真空包装，即得到用于室内甲醛的吸附分解剂。
作为一种优选方案，所述的硫酸质量浓度为30％-60％。
作为一种优选方案，所述的高锰酸钾纯度为99％以上，高锰酸钾浸渍的浓度0.5％-2％.
实施例1：
(1)脱孔：选取50g废FCC催化剂(此实施例中废FCC催化剂作为实验样品，其试验样品分析数据如图1所示，物相分析如图2所示，以下实例相同)与30％硫酸溶液酸浸脱孔，脱孔温度90℃，反应时间12h，蒸馏水浆洗2次，测定催化剂的孔体积大于0.5cm3/g时为反应终点(四氯化碳法测定)。
(2)负载：对步骤(1)所得物料，浸渍0.5％高锰酸钾溶液，常温浸渍6h。
(3)造粒：对步骤(2)所得物料，采用干法成型工艺，利用圆盘造粒机完成成型造粒，在圆盘中不断加入催化剂，并喷水雾，当粒度达到5.0-6.0mm规格后，球粒自造粒机边沿滚出，用传送带传送到振筛机进行筛选，筛选球粒直径为3.0-5.0mm。
(4)干燥灼烧：对步骤(3)所得物料进行干燥灼烧；灼烧温度300℃，时间2h，将高锰酸钾分解负载到催化剂上。
(5)抽真空包装，即得到用于室内甲醛的吸附分解剂。
将制得的10g甲醛净化剂装入试验管，加入甲醛水溶液2ml，然后密封试验管，充分晃动试管，使甲醛分散剂均匀分散在催化剂中，采用乙酰丙酮分光光度法测定催化剂中甲醛含量为0.05％，然后常温静置反应12h，测定催化剂中甲醛的含量为0.004％，催化剂中甲醛的分解率92％。
实施例2：
制备方法同实施例1，区别在于脱孔中硫酸的浓度为35％，脱孔时间12h；浸渍高锰酸钾浓度为1％，。
测定催化剂中甲醛的含量为0.003％，催化剂中甲醛的分解率94％。
实施例3：
制备方法同实施例1，区别在于脱孔中硫酸的浓度为40％，脱孔时间10h，浸渍高锰酸钾浓度为1.5％。
测定催化剂中甲醛的含量为0.001％，催化剂中甲醛的分解率98％。
实施例4：
制备方法同实施例1，区别在于脱孔中硫酸的浓度为45％，脱孔时间8h，浸渍高锰酸钾浓度为2.0％。
测定催化剂中甲醛的含量为0.002％，催化剂中甲醛的分解率96％。
实施例5：
制备方法同实施例1，区别在于脱孔中硫酸的浓度为50％，脱孔时间8h，浸渍高锰酸钾浓度为0.5％。
测定催化剂中甲醛的含量为0.001％，催化剂中甲醛的分解率98％。
实施例6：
制备方法同实施例1，区别在于脱孔中硫酸的浓度为60％，脱孔时间8h，浸渍高锰酸钾浓度为1.0％。
测定催化剂中甲醛的含量为0.001％，催化剂中甲醛的分解率98％。

Claims (4)

1.一种室内甲醛催化氧化净化剂的制造方法，所属的制造方法包括下列步骤：
(1)脱孔：将废FCC催化剂中加入硫酸酸浸脱孔，控制浸出温度85-90℃，反应时间8-12h，当孔体积大于0.5ml/g为反应终点。
(2)负载：对步骤(2)所得物料，浸渍高锰酸钾溶液，浸渍4-6h。
(3)造粒：对步骤(2)所得物料，采用干法成型工艺，利用圆盘造粒机完成成型造粒，在圆盘中不断加入催化剂，并喷水雾，当粒度达到5.0-6.0mm规格后，球粒自造粒机边沿滚出，用传送带传送到振筛机进行筛选，筛选球粒直径为3.0-5.0mm；
(4)干燥灼烧：对步骤(3)所得物料进行干燥灼烧；灼烧温度300-400℃，时间2-3h左右，将高锰酸钾分解生成二氧化锰负载到催化剂上；
(5)降温，真空包装，即得到用于室内及汽车中吸附甲醛的吸附剂。
2.根据权利要求1所述的一种室内甲醛催化氧化净化剂的制造方法，其特征在于：所述的步骤(1)硫酸质量浓度为30％-60％。
3.根据权利要求1所述的一种室内甲醛催化氧化净化剂的制造方法，其特征在于：所述的步骤(1)硫酸脱孔后催化剂的表面积控制大于300m2/g，孔体积控制在0.4-0.7ml/g。
4.根据权利要求1所述的一种室内甲醛催化氧化净化剂的制造方法，其特征在于：所述的步骤(2)所述的高锰酸钾纯度为99％以上，高锰酸钾浸渍的浓度0.5％-3％，浸渍温度为常温。
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