CN108889264A - 一种吸附分解甲醛的泡沫铜的制备方法 - Google Patents
一种吸附分解甲醛的泡沫铜的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108889264A CN108889264A CN201810767850.2A CN201810767850A CN108889264A CN 108889264 A CN108889264 A CN 108889264A CN 201810767850 A CN201810767850 A CN 201810767850A CN 108889264 A CN108889264 A CN 108889264A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- foam copper
- formaldehyde
- air
- copper
- foam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 75
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 72
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 70
- 239000006260 foam Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 94
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 claims abstract description 8
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229960002163 hydrogen peroxide Drugs 0.000 claims description 7
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 18
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 14
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 5
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000001788 irregular Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 230000006870 function Effects 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 9
- BERDEBHAJNAUOM-UHFFFAOYSA-N copper(I) oxide Inorganic materials [Cu]O[Cu] BERDEBHAJNAUOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- KRFJLUBVMFXRPN-UHFFFAOYSA-N cuprous oxide Chemical compound [O-2].[Cu+].[Cu+] KRFJLUBVMFXRPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229940112669 cuprous oxide Drugs 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 6
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 5
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000036541 health Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 3
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 3
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000003421 catalytic decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 2
- 238000000682 scanning probe acoustic microscopy Methods 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TXUICONDJPYNPY-UHFFFAOYSA-N (1,10,13-trimethyl-3-oxo-4,5,6,7,8,9,11,12,14,15,16,17-dodecahydrocyclopenta[a]phenanthren-17-yl) heptanoate Chemical compound C1CC2CC(=O)C=C(C)C2(C)C2C1C1CCC(OC(=O)CCCCCC)C1(C)CC2 TXUICONDJPYNPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 description 1
- 229920005372 Plexiglas® Polymers 0.000 description 1
- 206010070834 Sensitisation Diseases 0.000 description 1
- 229910021626 Tin(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000026 X-ray photoelectron spectrum Methods 0.000 description 1
- BLFRRKIOEASQKD-UHFFFAOYSA-N [O].O=C Chemical compound [O].O=C BLFRRKIOEASQKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000005842 biochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- NWFNSTOSIVLCJA-UHFFFAOYSA-L copper;diacetate;hydrate Chemical compound O.[Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O NWFNSTOSIVLCJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000007154 intracellular accumulation Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N nickel zinc Chemical compound [Ni].[Zn] QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002866 paraformaldehyde Polymers 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001420 photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 230000008313 sensitization Effects 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 235000011150 stannous chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000001119 stannous chloride Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/0203—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04
- B01J20/0233—Compounds of Cu, Ag, Au
- B01J20/0237—Compounds of Cu
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8668—Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
- B01J20/28033—Membrane, sheet, cloth, pad, lamellar or mat
- B01J20/28035—Membrane, sheet, cloth, pad, lamellar or mat with more than one layer, e.g. laminates, separated sheets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/72—Copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/06—Polluted air
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明是一种吸附分解甲醛的泡沫铜的制备方法，采用泡沫铜为原料，浸泡氧化剂溶液、沥干、烘干氧化，或者直接将泡沫铜加温氧化，在泡沫铜内外表面形成一层均匀的氧化膜，通过的气流就会与泡沫铜不规则的通孔内表面充分碰撞，提高气体中甲醛与泡沫铜表面的铜氧化物发生接触吸附、氧化还原反应而降解的概率，泡沫铜基材又具有良好的力学强度，可以直接制作空气过滤组件，是一种理想的吸附、降解空气中甲醛的过滤材料，满足不同需求，适合规模化生产。
Description
技术领域
本发明所公开的是一种吸附分解甲醛的泡沫铜的制备方法，特别是指可以用于吸附、反应和催化分解空气中甲醛的泡沫铜的制备方法，属于新型材料技术范畴。
背景技术
泡沫铜是一种成熟的产品，具有优良的导热性能、导电性能、高比表面积、高孔隙率，广泛用于电子元器件的导热散热、镍锌电池及双电层电容器的电极材料、过滤材料和吸音材料。也有利用泡沫铜作为载体，覆载纳米二氧化钛作为光催化材料。
纳米材料虽然具有优异特性，但对人类健康和环境安全，也可能存在潜在的危害。马萨诸塞州大学的研究者认为，一方面，纳米颗粒非常小，以至于可以穿透细胞膜和屏障，进入细胞内部；另一方面，纳米颗粒又足够大，以至于可以干扰细胞内聚集态的结构，从而影响生化反应和细胞的正常生长。据2008年3月英国《新科学家》杂志报道，纳米材料、转基因农作物、人造病毒和仿生机器人等25个因素将严重威胁未来的地球环境，其中纳米材料引起的污染和对健康威胁的问题排在第一位。因此，在没有足够的证据证明所采用的纳米组分——纳米氧化钛或其他氧化物的纳米粒子对人类健康和环境的安全不构成威胁之前，对应用于制备空气过滤器等关乎人身健康的产品的复合纳米粒子——通过涂敷、覆载而可能容易脱落进入空气的纳米氧化物，应该采取一定的保守态度。
目前针对除去空气中甲醛的材料，主要是采用高比表面积的吸附材料、以及可以分解甲醛的含有金红石或锐钛矿型的纳米二氧化钛的光触媒材料、吸附银离子和铜离子的活性碳或活性碳纤维毡，涂敷纳米二氧化钛的光触媒材料存在纳米颗粒脱落的负面因素，吸附银离子、铜离子的活性碳或活性碳纤维毡需要与其他材料复合以增加力学性能，自身无法直接制成空气过滤构件。
氧化亚铜、氧化铜均有吸附空气中的甲醛、直接与甲醛发生氧化还原反应、催化空气中的氧与甲醛反应而分解空气中的甲醛的性能，泡沫铜本身具有很大的比表面积，有良好的空隙率和通透性，与铜网相比直通的通孔比例较低。如果在泡沫铜内、外表面形成结合良好的氧化层，如氧化亚铜、氧化铜或二者的混合氧化物的氧化层，通过的气流就会与泡沫铜不规则的通孔内表面充分碰撞，气体中甲醛与泡沫铜表面的氧化铜和氧化亚铜发生接触吸附、直接发生氧化还原反应或被催化与空气中的氧反应而降解的概率就得以大幅提高，泡沫铜基材又具有良好的力学强度，可以直接制作空气过滤组件，是一种理想的吸附、降解空气中甲醛的过滤材料。
目前市场上销售的泡沫铜产品主要有两大类，一种是电沉积法生产的泡沫铜，以聚氨酯泡沫为基体，经预氧化处理聚氨酯泡沫、氯化亚锡敏化、化学沉积、电沉积和焚烧除去聚氨酯泡沫骨架，然后通氢气热还原工艺制备的泡沫铜，具有均匀分布三维网状孔结构、高空隙率(＞95％)、高通透性且具有一定拉伸强度；另一种是烧结法泡沫铜，以铜粉和NaCl颗粒为原材料，采用烧结-脱溶技术制备通孔泡沫铜的方法，将NaCl颗粒与电解铜粉以及添加剂混合均匀后压制得生坯，在烧结炉中置于氩气气氛下烧结，得到的物品置于循环热水装置中将NaCl颗粒溶除，再用超声波水浴中洗涤和丙酮清洗，最后烘干制成，有三维相互连通的空间网络构成的开孔、孔隙率为50～81％、平均孔径为0.2～4mm，通透性相对较低。这些泡沫铜金属表面只有极少量因接触空气氧化而造成的氧化物，不具备对甲醛有良好的吸附、反应和催化氧化功能的氧化层；为解决上述问题，特完成本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，在泡沫铜内外表面形成结合良好的氧化层，氧化层可以是氧化亚铜、氧化铜或二者的混合氧化物，使其在空气通过时，具有吸附甲醛、直接与甲醛氧化还原反应、或催化空气中的氧与甲醛反应而净化空气的性能；并且不损害泡沫铜的力学强度，便于直接用于制作空气过滤组件；所形成的氧化层与泡沫铜基体结合紧密，在过滤空气过程中不至于脱落而形成纳米污染。
为解决这个技术问题，本发明的技术构思为：
方案一：将泡沫铜用氧化剂溶液浸泡，然后取出沥干，使其表面残留部分氧化剂溶液，进入烘箱控制合适的升温速度，到一定温度后恒温一定时间，促使氧化剂将泡沫铜内、外表面氧化，形成均匀的氧化膜。
这种方案，采用的氧化剂在加工之后，必须保证无残留，避免对产品的性能造成影响，可以选用的氧化剂有过氧化氢、硝酸、硫酸和过硫酸氨等，由于硝酸、硫酸会对设备产生腐蚀和造成环境污染，最适合的氧化剂溶液应该是过氧化氢和过硫酸氨。
过氧化氢或过硫酸铵的浓度以不低于5wt％为宜，浓度太低氧化能力弱，浸泡时间长，影响生产效率。
方案二：直接将泡沫铜在电阻炉中缓慢升温至一定温度，利用空气中的氧在加热条件下将泡沫铜的内外表面氧化成氧化亚铜形成氧化层，也可以实现。
这种方案，在制备过程中，温度较高，需要450～500℃，升温、恒温、冷却整个过程时间较长，需要7～8小时，对于空隙率高的泡沫铜，如ppi(Pores Per Linear Inch，孔隙密度：单位英寸长度上的平均孔数。)大于80的泡沫铜，高温氧化对导致其力学强度明显下降；但是整个工艺无污染，无药剂消耗。
所采用的泡沫铜，可以直接从市场上直接采购的高温通氢气还原退火之后的产品，也可以是未脱除聚氨酯泡沫骨架的电解沉积金属铜之后的“泡沫铜”，为加以区分，称之为“含有聚氨酯骨架的泡沫铜”。对于应用于吸附分解空气中甲醛的体系，泡沫铜内部存在的聚氨酯骨架并不影响其功能，可以省去常规泡沫铜制备过程中的焚烧除去聚氨酯泡沫骨架及通氢气热还原这两道工艺环节，节省成本；但是这种含有聚氨酯骨架的泡沫铜，在表面形成均匀氧化膜的处理工艺中，只能采用氧化剂溶液浸泡加烘干处理方案；否则，高温会导致聚氨酯骨架分解，产生的气体物质会导致结构丧失力学性能。
金属铜直接接触的表面，所形成的氧化物多为氧化亚铜，外层由于与空气中的水分和二氧化碳、氧气接触，会继续氧化现场Cu2(OH)2CO3(一般的铜绿)，但不影响其吸附、氧化、催化氧化甲醛的功能。
综上所述，本发明的核心技术是：
提供一种吸附分解甲醛的泡沫铜的制备方法，包括以下步骤：
(1).将干净的泡沫铜用浓度不低于5wt％过氧化氢溶液或过硫酸铵溶液浸泡，取出后沥干，进入烘箱烘干；烘干温度不大于180℃，达到温度后，恒温1～3小时，自然冷却至室温；
(2).直接将市场采购的泡沫铜置于电阻炉中，升温至450～500℃，恒温1～3小时，自然冷却至室温。
本发明的优点和效果是：
以氧化剂溶液浸泡、沥干、烘箱恒温烘干方式，将泡沫铜内、外表面氧化，形成均匀的氧化膜泡沫铜，或直接将市场采购的泡沫铜升温氧化制备均匀的氧化膜泡沫铜，工艺简洁、无污染，保持泡沫铜的力学性能，赋予泡沫铜具有吸附、直接氧化还原反应、催化空气中的氧与甲醛反应而分解甲醛的性能，是一种良好的吸附、降解空气中甲醛的空气过滤材料。
附图说明
附图1：实施例1制备的一种催化分解甲醛的泡沫铜的俄歇电子能谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步描述：
实施例1.取3块干净的100mmx100mm厚度2mm空隙密度为95ppi泡沫铜，用10wt％的过氧化氢溶液浸泡10分钟，然后取出斜靠于干净搪瓷盘中，沥干，置于烘箱中，设定30分钟升温至180℃，恒温2小时，自然冷却至室温；一块用于做光电子能谱(XPS)分析，采用VGScientific ESCALab220i-XL型光电子能谱仪，激发源为AlKαX射线，功率约300W，激发能量1486.6eV，电子结合能用碳的C1s峰(284.6eV)校正；另外两块用于做吸附分解甲醛效果分析，以未经处理的100mmx100mm厚度2mm空隙密度为95ppi泡沫铜原样做对比。
实施例2.取2块干净的100mmx100mm厚度5mm空隙密度为85ppi泡沫铜，用5wt％的过硫酸铵溶液浸泡15分钟，然后取出斜靠于干净搪瓷盘中，沥干，置于烘箱中，设定30分钟升温至150℃，恒温3小时，自然冷却至室温；用于做吸附分解甲醛效果分析，以未经处理的100mmx100mm厚度5mm空隙密度为85ppi泡沫铜原样做对比。
实施例3.取3块干净的100mmx100mm厚度5mm空隙密度为110ppi含有聚氨酯骨架的泡沫铜(从生产厂家订购)，用10wt％的过氧化氢溶液浸泡3分钟，然后取出斜靠于干净搪瓷盘中，沥干，置于烘箱中，设定30分钟升温至150℃，恒温2小时，自然冷却至室温；用于做吸附分解甲醛效果分析，以未经处理的100mmx100mm厚度5mm空隙密度为110ppi含有聚氨酯骨架的泡沫铜原样做对比。
实施例4.取3块干净的100mmx100mm厚度4mm空隙密度为85ppi泡沫铜，置于马弗炉中，设定60分钟升温至450度，恒温3小时，自然冷却至室温；用于做吸附分解甲醛效果分析，以未经处理的100mmx100mm厚度4mm空隙密度为85ppi泡沫铜原样做对比。
所制备的样品的吸附分解甲醛的性能评价方法：
用有机玻璃制备一个1000mm(长)x 1000mm(宽)x 800mm(高)的透明容器，上面靠一侧有一个300mm x 300mm的开口，开口周边包覆硅橡胶条，用盖子压上可以保证密闭；在容器内离底部200mm处(用300mm x 200mm x 200mm有机玻璃盒子垫起)，居中放置一个内尺寸为200mm x 105mm x 105mm的有机玻璃方管，方管的一端口内放置一个5W的直流风扇(电压12V，转速3300rpm)，管壁与风扇之间的缝隙用硅橡胶胶条封严；方管的另一端口内，放置检测用的泡沫铜100mm x100mm样块，用尺寸与方管匹配的有机玻璃卡子固定，与管壁之间的间隙用硅橡胶条密合，避免从间隙漏气；离容器顶板200mm处，居中放置甲醛传感器。电源线及信号线引出口均用橡胶卡座密封。
在放置测试样或对照样评价之前，先将甲醛滴入一个蒸发皿中，置于容器底部，盖紧盖子，让风机运行30min，待传感器中甲醛浓度数值基本不变时，停止风机；打开盖子，迅速将准备好的样品或对照样置于方管一段，盖紧盖子，静置3分钟左右，甲醛浓度读数基本稳定时，读取甲醛初始浓度C0，开启风机循环30min，读取甲醛最终浓度Ct；结果列于表(1)。
从表(1)的结果中可以看出，经过氧化处理后的泡沫铜，与未经处理的原样相比，具有显著的去甲醛效果；而且，空隙密度高、厚度大的泡沫铜除甲醛效果更为明显，与其比表面积大小成正相关。
为了确认氧化处理后泡沫铜表面铜的价态，对实施例1的样品进行XPS分析，由于Cu(0)和Cu(I)的Cu2P3/2的结合能(binding energy)分别为933.4和933.6eV，非常接近，而且峰形相似，在XPS谱上很难分辩；但它们的俄歇电子峰分别为918.3和916.5eV，可以采用相应的俄歇(Auger)电子的动能谱来区分：
α＝Eb+Ek (1)
其中：Eb为结合能(eV)，Ek为俄歇电子动能(eV)，α为校正后的俄歇参数，为1448eV。
如图1所示，从俄歇电子谱中可以看出，金属Cu(0)和Cu2O的俄歇电子峰分别对应于918.3和916.5eV，泡沫铜表面基本上是氧化亚铜Cu(I)，与预测的一致。由于XPS的表面探测深度一般只有3nm，最多不超过5nm，因此可以断定经氧化处理后的泡沫铜表面有比较均匀的氧化亚铜氧化膜存在，如此厚度的氧化膜，出现纳米颗粒脱落的概率很低，不会出现纳米污染现象。
应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。因此，尽管本说明书和实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明专利的保护范围当中。
表1.不同实施例和对照样的吸附分解甲醛测试结果
Claims (1)
1.一种吸附分解甲醛的泡沫铜的制备方法，其特征在于：(a)将干净的泡沫铜用浓度不低于5wt％的氧化剂溶液浸泡，取出后沥干，进入烘箱烘干，温度不大于180℃恒温1～3小时，冷却；(b)将泡沫铜置于电阻炉中，升温至450～500℃，恒温1～3小时，冷却；其中：
(1)、所述的氧化剂溶液是浓度以不低于5wt％过氧化氢溶液或过硫酸铵溶液的一种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810767850.2A CN108889264A (zh) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | 一种吸附分解甲醛的泡沫铜的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810767850.2A CN108889264A (zh) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | 一种吸附分解甲醛的泡沫铜的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108889264A true CN108889264A (zh) | 2018-11-27 |
Family
ID=64349437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810767850.2A Pending CN108889264A (zh) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | 一种吸附分解甲醛的泡沫铜的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108889264A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111167294A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-05-19 | 裴金楠 | 一种废气处理装置 |
| CN112604689A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-04-06 | 电子科技大学 | 一种用于催化甲醛分解的多孔氧化铜骨架催化剂制备 |
| CN113042049A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-06-29 | 重庆邮电大学 | 一种半导体光催化剂及其制备方法和应用 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050163701A1 (en) * | 2004-01-27 | 2005-07-28 | Tonkovich Anna L. | Process for producing hydrogen peroxide using microchannel technology |
| CN102784643A (zh) * | 2011-05-19 | 2012-11-21 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种利用有机硅废触体回收的铜粉制备的三元铜催化剂及制备方法 |
| CN103820809A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-05-28 | 金川集团股份有限公司 | 一种除铜方法 |
| CN106025273A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-10-12 | 三峡大学 | 一种无粘结剂CuS/Cu钠离子电池负极的制备方法 |
| CN106391048A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-02-15 | 北京清水润土环保科技有限公司 | 用于超临界水氧化去除丙烯酰胺的负载型泡沫铜催化剂 |
| CN106629814A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-05-10 | 吉林大学 | 一种硫掺杂的氧化亚铜三维纳米多孔材料及其电化学析氢反应中的应用 |
| CN106629813A (zh) * | 2017-01-11 | 2017-05-10 | 河北工业大学 | 一种泡沫铜负载多孔氧化铜纳米线复合材料及其制备方法和应用 |
| CN107871627A (zh) * | 2016-09-28 | 2018-04-03 | 南京大学 | 泡沫铜担载CuO纳米片的高电容柔性电极材料及其制备方法 |
-
2018
- 2018-07-13 CN CN201810767850.2A patent/CN108889264A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050163701A1 (en) * | 2004-01-27 | 2005-07-28 | Tonkovich Anna L. | Process for producing hydrogen peroxide using microchannel technology |
| CN102784643A (zh) * | 2011-05-19 | 2012-11-21 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种利用有机硅废触体回收的铜粉制备的三元铜催化剂及制备方法 |
| CN103820809A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-05-28 | 金川集团股份有限公司 | 一种除铜方法 |
| CN106025273A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-10-12 | 三峡大学 | 一种无粘结剂CuS/Cu钠离子电池负极的制备方法 |
| CN107871627A (zh) * | 2016-09-28 | 2018-04-03 | 南京大学 | 泡沫铜担载CuO纳米片的高电容柔性电极材料及其制备方法 |
| CN106391048A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-02-15 | 北京清水润土环保科技有限公司 | 用于超临界水氧化去除丙烯酰胺的负载型泡沫铜催化剂 |
| CN106629813A (zh) * | 2017-01-11 | 2017-05-10 | 河北工业大学 | 一种泡沫铜负载多孔氧化铜纳米线复合材料及其制备方法和应用 |
| CN106629814A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-05-10 | 吉林大学 | 一种硫掺杂的氧化亚铜三维纳米多孔材料及其电化学析氢反应中的应用 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 于晶晶等，: ""热氧化法在泡沫铜上制备CuO纳米线及其光催化性能研究"", 《稀有金属》 * |
| 王雪雁等，: ""净化室内甲醛的催化剂效果分析"", 《广东化工》 * |
| 陆燕海等，: ""再探H2O2能否氧化单质铜"", 《化学教学》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111167294A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-05-19 | 裴金楠 | 一种废气处理装置 |
| CN112604689A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-04-06 | 电子科技大学 | 一种用于催化甲醛分解的多孔氧化铜骨架催化剂制备 |
| CN112604689B (zh) * | 2020-11-25 | 2022-03-15 | 电子科技大学 | 一种用于催化甲醛分解的多孔氧化铜骨架催化剂制备 |
| CN113042049A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-06-29 | 重庆邮电大学 | 一种半导体光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN113042049B (zh) * | 2021-03-17 | 2022-08-26 | 重庆邮电大学 | 一种半导体光催化剂及其制备方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yang et al. | Porous carbon-doped TiO2 on TiC nanostructures for enhanced photocatalytic hydrogen production under visible light | |
| CN108889264A (zh) | 一种吸附分解甲醛的泡沫铜的制备方法 | |
| Chen et al. | Hollow Cu–TiO 2/C nanospheres derived from a Ti precursor encapsulated MOF coating for efficient photocatalytic hydrogen evolution | |
| CN109181640A (zh) | 钴及氧化物镶嵌的多孔碳吸波材料的制备方法 | |
| CN110818031B (zh) | 一种复合金属氧化物功能电极的制备方法 | |
| CN107020142A (zh) | 泡沫镍负载碳氮/还原石墨烯光催化剂的制备方法 | |
| CN108675382B (zh) | 一种基于TiO2纳米管光催化剂的集成催化系统及其降解处理方法 | |
| JP7016868B2 (ja) | 金属多孔体およびニッケル水素電池用の集電体 | |
| Regue et al. | TiO 2 photoanodes with exposed {0 1 0} facets grown by aerosol-assisted chemical vapor deposition of a titanium oxo/alkoxy cluster | |
| Niu et al. | Salt-sealing-pyrolysis derived Ag/ZnO@ C hollow structures towards efficient photo-oxidation of organic dye and water-born bacteria | |
| CN106582701A (zh) | 一种催化净化复合材料及其制备方法和应用 | |
| Das et al. | Studies on multifunctional properties of SILAR synthesized CuO thin films for enhanced supercapacitor, photocatalytic and ethanol sensing applications | |
| CN113262778B (zh) | 一种含氧空位的二氧化钼/铋光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN106345487B (zh) | 一种空气净化多孔复合催化剂材料及其制备方法 | |
| Li et al. | Surface characterization and photocatalytic reactivity of innovative Ti/TiO 2 and Ti/Pt− TiO 2 mesh photoelectrodes | |
| CN114561794A (zh) | 一种基于除醛、抗菌的纳米级Cu2O-MnO2双金属氧化物的制备方法 | |
| CN111644173A (zh) | 一种提高氧化铜的光催化活性的方法 | |
| Zhang et al. | A rational design of Ni x Co y P@ C cocatalyst for enhanced overall water splitting based on gC 3 N 4 photocatalyst—the synergy of carbon-shell modification and bimetal modulation | |
| CN110204000B (zh) | 一种光催化反应器及用其降解废水的方法 | |
| Xiao et al. | UV laser regulation of surface oxygen vacancy of CoFe2O4 for enhanced oxygen evolution reaction | |
| CN113522016B (zh) | 一种挥发性有机物消除反应器及制备方法 | |
| CN111632590B (zh) | 负载ZnSn(OH)6的玻璃珠光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN103501897A (zh) | 制造以二氧化钛为基础的光催化剂的方法 | |
| KR101336533B1 (ko) | 수소생산용 박막형 광촉매 구조체 및 이의 제조방법 | |
| CN112546857B (zh) | 银/四氧化三钴/玻纤布复合材料于空气净化中的用途 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20181127 |