CN107754788B - 常温下甲醛催化降解的催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种常温下甲醛催化降解的催化剂及其制备方法和应用，所述催化剂以堇青石蜂窝陶瓷或活性氧化铝小球作为载体，以一定方法制备的氧化锰作为活性组分，以制备氧化锰产生的废液作为溶剂，以拟薄水铝石为助剂，经配制浆料后涂覆于载体上制备而成，其中氧化锰的负载量占载体的重量的10%，助剂拟薄水铝石占载体重量的6%。本发明所述催化剂在制备过程中采用废液作为溶剂，且在抽滤后不用洗涤，一方面降低了废水的处理成本，另一方便减少了污染物的排放量，该催化剂制备方法简单且在常温下就能使甲醛的降解率达到100%。

Description

常温下甲醛催化降解的催化剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种常温下甲醛催化降解的催化剂及其制备方法和应用，属于室内空气污染治理技术领域。
背景技术
甲醛是室内空气污染物中最常见也是毒性最大的污染物之一，主要来源于家具、木制品板材和填料、织物、涂料、墙纸、地毯甚至窗帘。一般新装修的房子其甲醛的含量可超标6倍以上，个别则有可能超标达40倍以上。实测数据说明，一般正常装修的情况下，室内甲醛的释放期会持续3-15年。当甲醛浓度大于 0.08m³ 就会引起喉咙不适、声音嘶哑、胸闷、气喘、皮炎等。长期、低浓度接触甲醛会引起头痛、乏力、感觉障碍、免疫力下降等症状，并且世界卫生组织确定甲醛具有致癌性，长期接触甲醛会增大患上特殊癌症的几率。在大气环境污染日益严重的今天，如何有效去除室内空气污染物中的甲醛是亟待解决的科学难题。
目前针对室内污染物中的甲醛主要是喷射或涂抹处理甲醛的试剂，也有利用植物的吸收作用去除甲醛，但其处理效果均一般，而且甲醛浓度的测定时间也是人工控制的，当甲醛浓度超标时人不能准确的感知到。所以近年来，空气净化设备得到了越来越多人的关注。针对于甲醛去除的空气净化设备需求量也越来越大，对甲醛去除技术提出了越来越高的要求。目前采用的主流技术是活性炭吸附，其中较少数公司采用光触媒（如：大金）、活性炭负载Pt催化剂（如：亚都）、纳米矿晶吸附材料（如SKG）。而活性炭吸附剂存在吸附饱和和二次污染的问题，不能从根本上解决甲醛污染。如何在室温条件下将甲醛转化为无毒害的二氧化碳和水是目前迫切需要的技术。
针对目前用于甲醛净化材料吸附易饱和，容易造成二次污染等问题，有必要提出新的技术方案。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，本发明目的在于：提供一种用于室内空气污染物中甲醛常温催化净化的催化剂。
本发明的再一目的在于：提供一种上述产品的制备方法。
本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。
本发明目的通过下述方案实现：一种常温下甲醛催化降解的催化剂，以堇青石蜂窝陶瓷或活性氧化铝小球作为载体，以一定方法制备的氧化锰作为活性组分，以制备氧化锰产生的废液作为溶剂，以拟薄水铝石为助剂，经配制浆料后涂覆于载体上制备而成，其中氧化锰的负载量占载体的重量的10%，助剂拟薄水铝石占载体重量的6%。
本发明所述的催化剂价格低廉，在常温下就能使甲醛的降解率达到100%，净化效率高。
所述一定方法制备的氧化锰，该氧化锰是以高锰酸钾和草酸作为原料，以等体积的高锰酸钾溶液逐滴滴加到草酸溶液中制备而成，其中高锰酸钾溶液的浓度为0.1~0.4mol/L，草酸的浓度为0.3~1.2mol/L。得到的混合溶液搅拌1~2h，抽滤，40oC过夜干燥，得到所述氧化锰。
本发明提供一种常温下甲醛催化降解的催化剂的制备方法，包括以下步骤：
第一步：量取16ml权利要求2中抽滤得到的滤液；
第二步：称取0.6g拟薄水铝石加入上述溶液中，超声分散10~15min；
第三步：称取1g权利要求2中所制备的氧化锰加入上述溶液中，超声分散10~15min；
第四步：搅拌10~15min；
第五步：向上述混合溶液中滴加浓硝酸，调节PH至3~4左右，继续搅拌0.5~1h，得到本发明中所述催化剂浆料；
第六步：称取10g堇青石蜂窝载体或氧化铝小球浸泡于上述浆料中，待涂覆均匀后取出于50oC~60oC条件下干燥，得到所述的催化剂。
本发明所述的催化剂制备方法简单，价格低廉、制备方法简单，且在制备的过程中将抽滤产生的废液二次利用，降低了废水的处理成本，具有一定的创新性和实用价值。
本发明所述催化剂在制备过程中采用废液作为溶剂，且在抽滤后不用洗涤，一方面降低了废水的处理成本，另一方便减少了污染物的排放量。
本发明提供一种催化剂在常温下甲醛催化降解的应用。
本发明中所述一种常温下甲醛催化降解的催化剂及其制备方法相较于现有催化剂，具有如下特点：（1）本发明中催化剂制备方法简单、催化剂价格低廉；（2）本发明催化剂在抽滤后无需洗涤，减少了废液的产生量；（3）本发明采用抽滤后的废液作为溶剂制备催化剂减少了废液的处理成本，具有很高的实用意义。
附图说明
图1甲醛常温催化净化活性。
具体实施方式
实施例1
称取3.17g高锰酸钾溶于50毫升去离子水中配制0.4mol/L的高锰酸钾水溶液，记作溶液A；称取3.78g草酸溶于50毫升去离子水中配制0.6mol/L的草酸水溶液，记作溶液B；搅拌的条件下，将A溶液逐滴滴加到B溶液中，继续搅拌1h，得到的沉淀过滤，收集过滤的滤液，40oC过夜干燥，得到本发明所述的活性组分氧化锰粉末。
实施例2
称取1.58g高锰酸钾溶于100毫升去离子水中配制0.1mol/L的高锰酸钾水溶液，记作溶液A；称取3.78g草酸溶于100毫升去离子水中配制0.3mol/L的草酸水溶液，记作溶液B；搅拌的条件下，将A溶液逐滴滴加到B溶液中，继续搅拌2h，得到的沉淀过滤，收集过滤的滤液，40oC过夜干燥，得到本发明所述的活性组分氧化锰粉末。
实施例3
称取1.58g高锰酸钾溶于25毫升去离子水中配制0.4mol/L的高锰酸钾水溶液，记作溶液A；称取3.78g草酸溶于25毫升去离子水中配制1.2mol/L的草酸水溶液，记作溶液B；搅拌的条件下，将A溶液逐滴滴加到B溶液中，继续搅拌1h，得到的沉淀过滤，收集过滤的滤液，40oC过夜干燥，得到本发明所述的活性组分氧化锰粉末。
实施例4
量取16ml实施例1中抽滤得到的滤液，称取0.6g拟薄水铝石加入上述滤液中，超声分散15min，称取1g实施例1中所制备的氧化锰加入上述混合溶液中，超声分散15min，继续搅拌15min；向上述混合溶液中滴加浓硝酸，调节PH至3~4左右，继续搅拌1h，得到涂覆催化剂的浆料；称取10g堇青石蜂窝载体浸泡于上述浆料中，待涂覆均匀后取出，于60oC条件下干燥，得到本发明所述的催化剂。
实施例5
量取16ml实施例2中抽滤得到的滤液，称取0.6g拟薄水铝石加入上述滤液中，超声分散10min，称取1g实施例2中所制备的氧化锰加入上述混合溶液中，超声分散10min，继续搅拌30min；向上述混合溶液中滴加浓硝酸，调节PH至3~4左右，继续搅拌1h，得到涂覆催化剂的浆料；称取10g活性氧化铝小球浸泡于上述浆料中，待涂覆均匀后取出，于60oC条件下干燥，得到本发明所述的催化剂。
实施例6
量取16ml实施例3中抽滤得到的滤液，称取0.6g拟薄水铝石加入上述滤液中，超声分散15min，称取1g实施例3中所制备的氧化锰加入上述混合溶液中，超声分散15min，继续搅拌30min；向上述混合溶液中滴加浓硝酸，调节PH至3~4左右，继续搅拌2h，得到涂覆催化剂的浆料；称取10g活性氧化铝小球浸泡于上述浆料中，待涂覆均匀后取出，于60oC条件下干燥，得到本发明所述的催化剂。
甲醛催化剂性能评价
在连续流动固定床装置中测试其性能。气体总流量为500ml/min，反应压力为常压~1atm，甲醛的初始浓度为5mg/m3，样品用量为2g。催化性能测试结果见图1。
从图1的结果可以看出，此方法所制备的甲醛净化催化剂对于空气中甲醛的去除具有较好的效果，在室温下转化率能达到100%，且本发明公开的制备方法简单、成本低廉、且产生的废水能再利用，具有很高的实用价值。

Claims (3)

1.一种常温下甲醛催化降解的催化剂的制备方法，其特征在于，以堇青石蜂窝陶瓷或活性氧化铝小球作为载体，以一定方法制备的氧化锰作为活性组分，以制备氧化锰产生的废液作为溶剂，以拟薄水铝石为助剂，经配制浆料后涂覆于载体上制备而成，其中氧化锰的负载量占载体的重量的10%，助剂拟薄水铝石占载体重量的6%；
所述一定方法制备的氧化锰，该氧化锰是以高锰酸钾和草酸作为原料，以等体积的高锰酸钾溶液逐滴滴加到草酸溶液中制备而成，其中，高锰酸钾溶液的浓度为0.1~0.4mol/L，草酸的浓度为0.3~1.2mol/L，得到的混合溶液搅拌1~2h，抽滤，40℃过夜干燥，得到所述氧化锰；
催化剂的制备包括以下步骤：
第一步：量取16ml抽滤得到的滤液；
第二步：称取0.6g拟薄水铝石加入上述溶液中，超声分散10~15min；
第三步：称取1g所得氧化锰加入上述溶液中，超声分散10~15min；
第四步：搅拌10~15min；
第五步：向上述混合溶液中滴加浓硝酸，调节p H至3~4左右，继续搅拌0.5~1h，得到所述催化剂浆料；
第六步：称取10g堇青石蜂窝载体或氧化铝小球浸泡于上述浆料中，待涂覆均匀后取出于50℃~60℃条件下干燥，得到所述的催化剂。
2.一种常温下甲醛催化降解的催化剂，根据权利要求1所述方法制备得到的。
3.一种如权利要求2所述催化剂在常温下甲醛催化降解的应用。
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