CN108380202A - 一种常温高效甲醛反应催化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种常温高效甲醛反应催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将基材加入浸渍液中，混合均匀，进行浸渍；其中，所述浸渍液为胺类浸渍液，所述胺类在所述胺类浸渍液中的质量百分含量为1～5％；(2)将步骤(1)浸渍后的基材取出，干燥，得到浸渍基材；(3)将步骤(2)得到的浸渍基材加入高锰酸钾溶液中，混合均匀，进行浸渍，干燥，即得本发明所述常温高效甲醛反应催化剂，其中，所述高锰酸钾在所述高锰酸钾溶液中的质量百分含量为1～5％。本发明甲醛反应催化剂的制备方法简单易行，制备得到的甲醛反应催化剂针对气态甲醛具有快速捕捉、高效去除和安全环保等特点，从而达到持续和彻底清除甲醛的效果。

Description

一种常温高效甲醛反应催化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种甲醛反应催化剂及其制备方法，尤其是一种常温高效甲醛反应催化剂及其制备方法。
背景技术
甲醛是一种挥发性有机化合物，无色、有特殊气味。甲醛对人体健康有重要影响，对眼睛、呼吸道、人体粘膜和皮肤有强烈的刺激作用；急性中毒可导致流泪、流涕、咳嗽等症状，引发多种呼吸道疾病；慢性吸入低浓度可导致持续头痛、无力、失眠等；长期皮肤接触会导致皮炎，对人体的呼吸系统、消化系统和中枢神经系统产生不良影响，造成肺和肝免疫功能异常。研究表明甲醛与白血病之间存在着因果关系。人们试图努力寻找新的高效除甲醛材料，以解决日益增长的室内甲醛严重污染的迫切需要。
室内的甲醛污染主要来源于家具、建筑来源、织物、木制品填料、化妆品、清洁剂和个人用品等。目前，国内外采取了多种方法来治理室内甲醛的污染，这些净化技术主要有：吸附技术、光催化技术、化学吸收技术、生物技术、催化氧化技术等。而吸附技术是当前的主流净化技术之一，它因较少受到其他使用条件的影响而被广泛的应用。吸附技术中活性炭物理吸附法又最为常见，被吸附物质首先接触活性炭外表面，然后再进入其大孔、中孔以及微孔中，吸附质分子与活性炭之间靠范德华力相互吸引，使吸附质吸附在活性炭孔隙之中，达到净化效果。
催化氧化法是近些年来兴起的一种除甲醛技术，由于能耗较低，且能将甲醛完全转化为对环境无害的二氧化碳和水蒸气，不会带来二次污染，方便快捷，是目前研究比较热门的方法。但催化氧化法也有一些缺点，比如催化氧化的研究大都基于贵金属展开的，原料成本较高，这也给它的产业化应用带来一些障碍。
由于甲醛的分子量小，且极性较强，很难通过活性炭物理清除，净化效果较差。虽然目前市面上出现一些净化甲醛的改性活性炭，如硫代硫酸钠、高锰酸钾等改性的活性炭吸附剂，尽管比普通活性炭吸附剂的性能能够提高1～2倍，但仍然达不到预期的净化效果。催化氧化技术除甲醛效果较好，且能够将甲醛完全转化为二氧化碳和水蒸气，但其受原料成本影响，难以批量生产。
发明内容
基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种常温高效甲醛反应催化剂。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种常温高效甲醛反应催化剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将基材加入浸渍液中，混合均匀，进行浸渍；其中，所述浸渍液为胺类浸渍液，所述胺类在所述胺类浸渍液中的质量百分含量为1～5％；
(2)将步骤(1)浸渍后的基材取出，干燥，得到浸渍基材；
(3)将步骤(2)得到的浸渍基材加入高锰酸钾溶液中，混合均匀，进行浸渍，干燥，即得本发明所述常温高效甲醛反应催化剂，其中，所述高锰酸钾在所述高锰酸钾溶液中的质量百分含量为1～5％。
本发明通过预先将基材浸渍胺类还原剂，再将浸渍基材与强氧化剂高锰酸钾混合，高锰酸钾在弱碱性条件下被胺类还原剂还原成锰的氧化物，滤液中已无高锰酸钾特有的紫红色，可以证实高锰酸钾已经完全反应生成大量不定型锰氧化物附着在活性炭孔壁上，含有大量不定型锰氧化物的活性炭对甲醛产生吸附和催化作用，从而达到高效除甲醛的目的。
优选地，所述步骤(1)中，胺类为二乙胺、二乙烯三胺、三乙醇胺、聚乙烯亚胺中的至少一种。
优选地，所述步骤(1)中，基材为活性炭或活性炭粉。
优选地，所述步骤(1)中，所述基材与所述浸渍液的质量比为1:2～1:5。
优选地，所述步骤(2)中，将步骤(1)浸渍后的基材取出，在95～105℃下干燥1～3小时，得到浸渍基材。
优选地，所述步骤(3)中，所述浸渍基材与所述高锰酸钾溶液的质量比为1:2～1:5。
优选地，所述步骤(3)中，所述干燥的条件为：在95～105℃下干燥1～3小时。
优选地，所述步骤(1)和步骤(3)中，浸渍时间为1～2小时。
同时，本发明还公开一种所述的制备方法制备得到的常温高效甲醛反应催化剂。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明预先将基材浸渍胺类还原剂，再用具有强氧化性的高锰酸钾对浸渍基材进行浸泡处理，弱碱性条件下，高锰酸钾发生还原反应，在活性炭孔壁上生成大量不定型锰氧化物，从而得到甲醛反应催化剂，甲醛反应催化剂能够使甲醛气体快速富集在其表面，并发生催化氧化反应，将甲醛完全转化为对环境无害的二氧化碳和水蒸气，不会带来二次污染。
本发明中的甲醛反应催化剂的制备方法简单易行，且由此方法制备的甲醛反应催化剂针对气态甲醛具有快速捕捉、高效去除和安全环保等特点，从而达到持续和彻底清除甲醛的效果。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明所述常温高效甲醛反应催化剂的一种实施例，本实施例所述常温高效甲醛反应催化剂通过以下制备方法制备所得：
(1)浸渍：配制胺类质量百分比为1％的胺类浸渍液，所选用的胺类为二乙胺。以普通活性炭为基材，将基材缓慢加入到浸渍液中，质量比为1:2，混匀，浸渍1小时；
(2)干燥：取出活性炭，95℃干燥1小时得到浸渍活性炭Ⅰ；
(3)还原：配制高锰酸钾的质量百分含量为1％的高锰酸钾溶液，将浸渍活性炭Ⅰ缓慢加入到高锰酸钾溶液中，质量比为1:2，混匀，浸渍1小时，取出，95℃干燥1小时，即得到本实施例甲醛反应催化剂Ⅰ。
实施例2
本发明所述常温高效甲醛反应催化剂的一种实施例，本实施例所述常温高效甲醛反应催化剂通过以下制备方法制备所得：
(1)浸渍：配制胺类质量百分比为3％的胺类浸渍液，所选用的胺类为二乙烯三胺。以普通活性炭为基材，将基材缓慢加入到浸渍液中，质量比为1:3，混匀，浸渍2小时；
(2)干燥：取出活性炭，105℃干燥2小时得到浸渍活性炭Ⅱ；
(3)还原：配制高锰酸钾的质量百分含量为3％的高锰酸钾溶液，将浸渍活性炭Ⅱ缓慢加入到高锰酸钾溶液中，质量比为1:3，混匀，浸渍2小时，取出，105℃干燥2小时，即得到本实施例甲醛反应催化剂Ⅱ。
实施例3
本发明所述常温高效甲醛反应催化剂的一种实施例，本实施例所述常温高效甲醛反应催化剂通过以下制备方法制备所得：
(1)浸渍：配制胺类质量百分比为3％的胺类浸渍液，所选用的胺类为三乙醇胺。以普通活性炭粉为基材，将基材缓慢加入到浸渍液中，质量比为1:3，混匀，浸渍1小时；
(2)干燥：取出活性炭粉，100℃干燥2小时得到浸渍活性炭粉Ⅲ；
(3)还原：配制高锰酸钾的质量百分含量为3％的高锰酸钾溶液，将浸渍活性炭粉Ⅲ缓慢加入到高锰酸钾溶液中，质量比为1:3，混匀，浸渍1小时，取出，100℃干燥2小时，即得到本实施例甲醛反应催化剂Ⅲ。
实施例4
本发明所述常温高效甲醛反应催化剂的一种实施例，本实施例所述常温高效甲醛反应催化剂通过以下制备方法制备所得：
(1)浸渍：配制胺类质量百分比为5％的胺类浸渍液，所选用的胺类为聚乙烯亚胺。以普通活性炭粉为基材，将基材缓慢加入到浸渍液中，质量比为1:5，混匀，浸渍2小时；
(2)干燥：取出活性炭粉，105℃干燥3小时得到浸渍活性炭粉Ⅳ；
(3)还原：配置高锰酸钾的质量百分含量为5％的高锰酸钾溶液，将浸渍活性炭粉Ⅳ缓慢加入到高锰酸钾溶液中，质量比为1:5，混匀，浸渍2小时，取出，105℃干燥3小时，即得到本实施例甲醛反应催化剂Ⅳ。
实施例5
除甲醛测试结果
除甲醛性能测试方法：对本发明所述常温高效甲醛反应催化剂进行四组实施例，并对其除甲醛性能进行测试；具体测试方法参照《空气净化器(GB/T 18801-2015)》标准进行，具体测试条件为：3m3测试舱、天脉车载空气净化器、蜂窝尺寸为W76*L128*H8mm、甲醛反应催化剂装填体积为30mL、净化0.5h。四组实施例的具体测试结果如表1所示：
表1本发明甲醛反应催化剂除甲醛效果数据
从表1可以看出，本发明引入基材活性炭和胺类还原剂，利用强氧化剂高锰酸钾在弱碱条件下被胺类还原剂还原成锰的氧化物，附着锰氧化物的活性炭对甲醛兼具吸附作用和催化反应，可有效去除室内环境中甲醛气体，且不会带来二次污染，具有较大的市场价值。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种常温高效甲醛反应催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将基材加入浸渍液中，混合均匀，进行浸渍；其中，所述浸渍液为胺类浸渍液，所述胺类在所述胺类浸渍液中的质量百分含量为1～5％；
(2)将步骤(1)浸渍后的基材取出，干燥，得到浸渍基材；
(3)将步骤(2)得到的浸渍基材加入高锰酸钾溶液中，混合均匀，进行浸渍，干燥，即得本发明所述常温高效甲醛反应催化剂，其中，所述高锰酸钾在所述高锰酸钾溶液中的质量百分含量为1～5％。
2.如权利要求1所述的常温高效甲醛反应催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，胺类为二乙胺、二乙烯三胺、三乙醇胺、聚乙烯亚胺中的至少一种。
3.如权利要求1所述的常温高效甲醛反应催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，基材为活性炭或活性炭粉。
4.如权利要求1所述的常温高效甲醛反应催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述基材与所述浸渍液的质量比为1:2～1:5。
5.如权利要求1所述的常温高效甲醛反应催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，将步骤(1)浸渍后的基材取出，在95～105℃下干燥1～3小时，得到浸渍基材。
6.如权利要求1所述的常温高效甲醛反应催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述浸渍基材与所述高锰酸钾溶液的质量比为1:2～1:5。
7.如权利要求1所述的常温高效甲醛反应催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述干燥的条件为：在95～105℃下干燥1～3小时。
8.如权利要求1所述的常温高效甲醛反应催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)和步骤(3)中，浸渍时间为1～2小时。
9.一种由权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到的常温高效甲醛反应催化剂。
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