CN110201539A - 一种持久高效空气净化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种持久高效空气净化剂及其制备方法，属于过滤材料领域。本发明提供的净化剂是由活性二氧化锰材料和铁酸锌制备而成的，属于光催化净化剂，其中活性二氧化锰材料的量是铁酸锌的5‑25％。本发明使用的活性二氧化锰材料是通过阳极氧化法生成，随后退火处理得到的，也可以使用阳极氧化法生成后在含氟物质水溶液中处理后再退火处理。铁酸锌则是在制备净化剂的过程中现制现用，是使用硝酸铁和硝酸锌在碱性条件下制备而成。本发明提供的空气净化剂能够持久处理NOx类空气污染物，同时也对甲醛类常见有机污染物有很好的吸附分解作用。光催化处理90分钟后NOx含量可降至起始含量的54％，光催化处理12小时后，甲醛的含量可降至起始含量的10.5％。

Description

一种持久高效空气净化剂及其制备方法
技术领域
本发明属于过滤材料领域，尤其是一种持久高效空气净化剂及其制备方法。
背景技术
空气净化剂是指利用自然物质本身所具有的吸附、分解原理，经过现代科学技术处理，所形成的具有消除空气中有害气体、祛除各种异味功能的产品。
现市面上有的空气净化剂很多，鱼龙混杂。总体来说有以下几种类型：吸附型空气净化类，如活性炭、竹炭椰维炭；遮盖型除味产品，如凝脱香盒、空气清新剂；分解型除味产品。
吸附型空气净化剂是利用活性炭的物理吸附、化学吸附、氧化、催化氧化和还原等性能去除污染物的净化产品。
遮盖型除味产品是利用芳香烃的的香味遮盖空气中的各种异味，已达到除味效果。因此很多空气清新剂事实上并没有将车内的异味清除，仅仅是用一种讨人喜欢的香型将异味掩盖而已。
分解型空气净化产品在市面上比较少见，此类产品是天然矿石在高温负压下，通过解基络合技术，与空气中的臭气分子发生氧化还原反应，直接产生二氧化碳、氮气氢气等无害气体，彻底清除异味，产品分解后产生的固体颗粒可以作为花肥，无二次污染。
吸附性空气净化剂的机械性质直接影响其应用，例如：密度；容器大小；粉炭粗细；粒炭粒度分布；破碎性，并且有较大的安全隐患，需要防火。
遮盖型空气净化剂的危害则更大，其实际上是掩盖了异味，并不能从根本上消除异味，所以释放到空气中，本身就是一种污染物质，而且他自身分解后，又产生危害物质，而且有的空气清新剂中，还有一些杂质，也是污染环境的物质。其含有的成分，都是有机物，大多会引起过敏，对呼吸道也会产生一些强烈刺激，尤其是对于一些容易过敏的或者是过敏体质的人更是如此。其还含有的芳香类物质，可以刺激人的神经系统，影响儿童的生长发育等。欧共体消费者协会，通过调查发现，空气清新剂甚至可以诱发癌症等疾病。用于气雾剂中的抛射剂，可分为不燃性和可燃性两类。前者为氟烃类物质，如氟利昂，后者为低级饱和性碳氢化合物和醚类。此外，也有使用压缩性气体增加气雾剂罐中的压力的产品。国外还有使用氮气、二氧化碳、低氧化氮气等代替抛射剂的产品。由于许多气雾剂和喷雾剂原液含有可燃性物质，因此，无论在生产、运输和使用过程中，都可能发生爆炸。
氮氧化物是二次气溶胶的前体之一，通常来自于化石燃料的燃烧，据报道，二次气溶胶与雾霾有着密切的关联，此外还会造成光化学烟雾和酸雨等环境问题。现有技术中为了从燃烧废气中除去氮氧化物，已经开发出一些技术，如Macleod N,Cropley R,Keel J M,et al.Exploiting the synergy of titania and alumina in lean NOx,reduction:insitu ammonia generation during the Pd/TiO2/Al2O3–catalysed H2/CO/NO/O2reaction[J].Journal of Catalysis,2004, 221(1):20-31.一文报道的光催化分解氮氧化物的技术，然而这些技术不足以消除空气中ppb级别的氮氧化物，且在经济上并不划算。
光催化氧化是ppb级别氮氧化物绿色降解方法的一种优选，例如， Balbuena J,Cruzyusta M,Cuevas A L,et al.Enhanced activity ofα-Fe2O3for photocatalytic NOremoval[J].Rsc Advances,2016,6(95):92917-92922.一文报道了三氧化二铁材料被用作光催化剂来去除氮氧化物。
铁酸锌具有1.96ev的相对较窄的带宽和强烈的可见光响应，在理论上是一种优秀的光催化剂，但是其光生电子-空穴对的快速复合抑制了其光催化活性，因此需要与别的材料共同使用来提高其催化效率。
现有的大部分光催化材料集中在紫外线光催化上，目前报道的可见光或红外光光催化的材料仅有Cu2(OH)PO4，Bi2WO6/TiO2，PbSe/CdSe/CdS，WS2纳米片等少数几种。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种由活性二氧化锰材料/ 铁酸锌制备而成的持久高效空气净化剂。
具体地，本发明是通过下述技术方案实现的：
一种持久高效空气净化剂，由活性二氧化锰材料和铁酸锌制备而成；
所述活性二氧化锰材料由阳极氧化法制备而成。
优选地，所述活性二氧化锰材料制备方法步骤如下：
(1)以锰箔为工作电极，以铂板或钛板或不锈钢板为对电极，在电解液中进行电化学氧化反应，电流密度为0.1-5mA/cm2，电化学氧化反应时间为 0.5-3小时，产物悬浮于电解液中，过滤取固体，干燥，得到中间体A；
所述电解液为无机盐水溶液；
所述的无机盐为氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、氯化铯、硫酸铯和硝酸铯中任意一种或多种的混合物；
(2)将中间体A在从室温加热至300-500℃下并保持2-5小时，加热速率为1-5℃/min，随后随炉缓冷至室温，即得活性二氧化锰材料。
优选地，所述活性二氧化锰材料制备方法步骤如下：
(1)以锰箔为工作电极，以铂板或钛板或不锈钢板为对电极，在电解液中进行电化学氧化反应，电流密度为0.1-5mA/cm2，电化学氧化反应时间为 0.5-3小时，产物悬浮于电解液中，过滤取固体，干燥，得到中间体A；
所述电解液的溶剂为乙二醇或甘油，溶质为氟化铵和/或水；
所述溶质与溶剂的质量比为(1-3)：100；
(2)将中间体A在从室温加热至300-500℃下并保持2-5小时，加热速率为1-5℃/min，随后随炉缓冷至室温，即得活性二氧化锰材料。
优选地，所述活性二氧化锰材料制备方法步骤如下：
(1)以锰箔为工作电极，以铂板或钛板或不锈钢板为对电极，在电解液中进行电化学氧化反应，电流密度为0.1-5mA/cm2，电化学氧化反应时间为 0.5-3小时，产物悬浮于电解液中，过滤取固体，干燥，得到中间体A；
所述电解液为无机盐水溶液；
所述的无机盐为氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、氯化铯、硫酸铯和硝酸铯中任意一种或多种的混合物；
(2)将中间体A在含氟物质的水溶液中回流1-3小时，得中间体B；
所述含氟物质为含氟无机盐和/或含氟表面活性剂；
(3)将中间体B在从室温加热至300-500℃下并保持2-5小时，加热速率为1-5℃/min，随后随炉缓冷至室温，即得活性二氧化锰材料。
优选地，所述活性二氧化锰材料制备方法步骤如下：
(1)以锰箔为工作电极，以铂板或钛板或不锈钢板为对电极，在电解液中进行电化学氧化反应，电流密度为0.1-5mA/cm2，电化学氧化反应时间为 0.5-3小时，产物悬浮于电解液中，过滤取固体，干燥，得到中间体A；
所述电解液的溶剂为乙二醇或甘油，溶质为氟化铵和/或水；
所述溶质与溶剂的质量比为(1-3)：100；
(2)将中间体A在含氟物质的水溶液中回流1-3小时，得中间体B；
所述含氟物质为含氟无机盐和/或含氟表面活性剂；
(3)将中间体B在从室温加热至300-500℃下并保持2-5小时，加热速率为1-5℃/min，随后随炉缓冷至室温，即得活性二氧化锰材料。
优选地，所述含氟无机盐为氟化钠、氟化钾、氟化铯中的任意一种。
优选地，所述含氟表面活性剂为羧酸盐类含氟表面活性剂。
制备上述的持久高效净化剂的方法，制备步骤如下：
(1)将硝酸锌或其水合物与硝酸铁或其水合物溶于水中，得反应原液；
(2)用碱液调节反应原液pH值至11-13后硝酸锌或其水合物与硝酸铁或其水合物反应生成铁酸锌，加入活性二氧化锰材料，混合均匀后转移至反应釜中，80-120℃下搅拌4-8小时，自然冷却至室温后，过滤，用水和乙醇各洗涤一次，50-70℃下干燥12-24小时即得；
所述碱液为1-2mol/L的氢氧化钾水溶液或氢氧化钠水溶液；
所述反应原液中硝酸根浓度为1.6mol/L，锌离子摩尔浓度与铁离子摩尔浓度比为1：(2.0-2.5)。
优选地，所述活性二氧化锰材料的添加量为硝酸锌或其水合物与硝酸铁或其水合物完全反应生成铁酸锌的理论质量的5-25％。
本发明的有益之处在于：二氧化锰成本低、无毒、化学稳定性良好，具有一定的氧化性。常用的二氧化钛类空气净化剂往往会随时间的推移迅速失活，主要原因是随着VOC在其表面的降解而原味产生的碳质中间体的强络合作用和逐步积累。而本发明使用的二氧化锰机理除了存在与二氧化钛相同的半导体机理外，还存在自由基机理，二氧化锰有一个孤电子，通常情况下存在锰-锰金属单键，这个金属单键非常容易与自由基或者弱单键结合，发生金属单键的断裂，从而形成激发空穴和电子诱导效应，这些效应的存在比单独的半导体机理更具有持久性。铁酸锌则对NOx类化合物具有催化分解性能，二氧化锰的存在可以充当电子储存器和转运器，提高催化效率。此外活性二氧化锰材料和铁酸锌均具有良好的生物相容性和低细胞毒性。
具体实施方式
下面根据具体实施例来对本发明做进一步阐述，下述实施例仅用来解释本发明，并不用于限定本发明。
具体地，下述实施例使用的原料来源或CAS号如下：
不锈钢板，材质为304不锈钢，尺寸为2.5m×2.5cm，厚度为0.1mm，购自无锡瑞珏特钢有限公司。
锰箔，尺寸为2.5cm×2.5cm，厚度为0.0125mm，纯度为98.7％，购自 Sigma-Aldrich公司。
氯化钠，CAS号：7647-14-5。
硫酸钠，CAS号：7757-82-6。
硝酸锌，CAS号：7779-88-6。
硝酸铁，CAS号：10421-48-4。
氢氧化钠，CAS号：1310-73-2。
乙醇，CAS号：64-17-5。
甘油，CAS号：56-81-5。
氟化铵，CAS号：12125-01-8。
氟化钠，CAS号：7681-49-4。
全氟壬酸钠，CAS号：21049-39-8。
实施例1
一种持久高效空气净化剂，由活性二氧化锰材料和铁酸锌制备而成；
所述活性二氧化锰材料制备方法步骤如下：
(1)以锰箔为工作电极，以不锈钢板为对电极，在电解液中进行电化学氧化反应，电流密度为3mA/cm2，电化学氧化反应时间为2小时，产物悬浮于电解液中，电解液过300目筛，60℃干燥12小时，得到中间体A；
所述电解液为无机盐水溶液；
所述的无机盐为氯化钠和硫酸钠；
氯化钠为浓度0.25mol/L，硫酸钠浓度为0.60mol/L；
(2)将中间体A在从室温加热至500℃下并保持3小时，加热速率为3 ℃/min，随后随炉缓冷至室温，即得活性二氧化锰材料，研磨后过500目筛，备用。
制备持久高效净化剂的方法，制备步骤如下：
(1)将29.7g硝酸锌与53.2g硝酸铁溶于400mL水中，得反应原液；
(2)用1mol/L的氢氧化钠水溶液调节反应原液pH值至13后，有固体析出，加入1.2g活性二氧化锰材料，250rpm搅拌30分钟后转移至反应釜中， 120℃下回流250rpm搅拌5小时，自然冷却至室温后，过100目筛，用1L 水洗涤一次，再用1L乙醇洗涤一次，65℃下干燥12小时即得。
实施例2
一种持久高效空气净化剂，由活性二氧化锰材料和铁酸锌制备而成；
所述活性二氧化锰材料制备方法步骤如下：
(1)以锰箔为工作电极，以不锈钢板为对电极，在电解液中进行电化学氧化反应，电流密度为3mA/cm2，电化学氧化反应时间为2小时，产物悬浮于电解液中，电解液过300目筛，60℃干燥12小时，得到中间体A；
所述电解液为无机盐水溶液；
所述电解液的溶剂为甘油，溶质为氟化铵和水；
所述氟化铵：水：甘油的质量比为0.5：1：100；
(2)将中间体A在从室温加热至500℃下并保持3小时，加热速率为3 ℃/min，随手随炉缓冷至室温，即得活性二氧化锰材料，研磨后过500目筛，备用。
制备持久高效净化剂的方法，制备步骤如下：
(1)将29.7g硝酸锌与53.2g硝酸铁溶于400mL水中，得反应原液；
(2)用1mol/L的氢氧化钠水溶液调节反应原液pH值至13后，有固体析出，加入1.2g活性二氧化锰材料，250rpm搅拌30分钟后转移至反应釜中， 120℃下回流250rpm搅拌5小时，自然冷却至室温后，过100目筛，用1L 水洗涤一次，再用1L乙醇洗涤一次，65℃下干燥12小时即得。
实施例3
一种持久高效空气净化剂，由活性二氧化锰材料和铁酸锌制备而成；
所述活性二氧化锰材料制备方法步骤如下：
(1)以锰箔为工作电极，以不锈钢板为对电极，在电解液中进行电化学氧化反应，电流密度为3mA/cm2，电化学氧化反应时间为2小时，产物悬浮于电解液中，电解液过300目筛，60℃干燥12小时，得到中间体A；
所述电解液为无机盐水溶液；
所述电解液的溶剂为甘油，溶质为氟化铵和水；
所述氟化铵：水：甘油的质量比为0.5：1：100；
(2)将中间体A在1.5mol/L的氟化钠水溶液中回流1小时，得中间体 B；
(3)将中间体B在从室温加热至500℃下并保持3小时，加热速率为3 ℃/min，随手随炉缓冷至室温，即得活性二氧化锰材料，研磨后过500目筛，备用。
制备持久高效净化剂的方法，制备步骤如下：
(1)将29.7g硝酸锌与53.2g硝酸铁溶于400mL水中，得反应原液；
(2)用1mol/L的氢氧化钠水溶液调节反应原液pH值至13后，有固体析出，加入1.2g活性二氧化锰材料，250rpm搅拌30分钟后转移至反应釜中， 120℃下回流250rpm搅拌5小时，自然冷却至室温后，过100目筛，用1L 水洗涤一次，再用1L乙醇洗涤一次，65℃下干燥12小时即得。
实施例4
一种持久高效空气净化剂，由活性二氧化锰材料和铁酸锌制备而成；
所述活性二氧化锰材料制备方法步骤如下：
(1)以锰箔为工作电极，以不锈钢板为对电极，在电解液中进行电化学氧化反应，电流密度为3mA/cm2，电化学氧化反应时间为2小时，产物悬浮于电解液中，电解液过300目筛，60℃干燥12小时，得到中间体A；
所述电解液为无机盐水溶液；
所述电解液的溶剂为甘油，溶质为氟化铵和水；
所述氟化铵：水：甘油的质量比为0.5：1：100；
(2)将中间体A在60g/L的全氟壬酸钠水溶液中回流1小时，得中间体B；
(3)将中间体B在从室温加热至500℃下并保持3小时，加热速率为3 ℃/min，随手随炉缓冷至室温，即得活性二氧化锰材料，研磨后过500目筛，备用。
制备持久高效净化剂的方法，制备步骤如下：
(1)将29.7g硝酸锌与53.2g硝酸铁溶于400mL水中，得反应原液；
(2)用1mol/L的氢氧化钠水溶液调节反应原液pH值至13后，有固体析出，加入1.2g活性二氧化锰材料，250rpm搅拌30分钟后转移至反应釜中， 120℃下回流250rpm搅拌5小时，自然冷却至室温后，过100目筛，用1L 水洗涤一次，再用1L乙醇洗涤一次，65℃下干燥12小时即得。
实施例5
一种持久高效空气净化剂，由活性二氧化锰材料和铁酸锌制备而成；
所述活性二氧化锰材料制备方法步骤如下：
(1)以锰箔为工作电极，以不锈钢板为对电极，在电解液中进行电化学氧化反应，电流密度为3mA/cm2，电化学氧化反应时间为2小时，产物悬浮于电解液中，电解液过300目筛，60℃干燥12小时，得到中间体A；
所述电解液为无机盐水溶液；
所述电解液的溶剂为甘油，溶质为氟化铵和水；
所述氟化铵：水：甘油的质量比为0.5：1：100；
(2)将中间体A在含氟物质水溶液中回流1小时，得中间体B；
所述的含氟物质为氟化钠和全氟壬酸钠，其中氟化钠含量为21g/L，全氟壬酸钠的含量为30g/L；
(3)将中间体B在从室温加热至500℃下并保持3小时，加热速率为3 ℃/min，随手随炉缓冷至室温，即得活性二氧化锰材料，研磨后过500目筛，备用。
制备持久高效净化剂的方法，制备步骤如下：
(1)将29.7g硝酸锌与53.2g硝酸铁溶于400mL水中，得反应原液；
(2)用1mol/L的氢氧化钠水溶液调节反应原液pH值至13后，有固体析出，加入1.2g活性二氧化锰材料，250rpm搅拌30分钟后转移至反应釜中， 120℃下回流250rpm搅拌5小时，自然冷却至室温后，过100目筛，用1L 水洗涤一次，再用1L乙醇洗涤一次，65℃下干燥12小时即得。
实施例6
一种持久高效空气净化剂，由活性二氧化锰材料和铁酸锌制备而成；
所述活性二氧化锰材料制备方法步骤如下：
(1)以锰箔为工作电极，以不锈钢板为对电极，在电解液中进行电化学氧化反应，电流密度为3mA/cm2，电化学氧化反应时间为2小时，产物悬浮于电解液中，电解液过300目筛，60℃干燥12小时，得到中间体A；
所述电解液为无机盐水溶液；
所述电解液的溶剂为甘油，溶质为氟化铵和水；
所述氟化铵：水：甘油的质量比为0.5：1：100；
(2)将中间体A在含氟物质水溶液中回流1小时，得中间体B；
所述的含氟物质为氟化钠和全氟壬酸钠，其中氟化钠含量为21g/L，全氟壬酸钠的含量为30g/L；
(3)将中间体B在从室温加热至500℃下并保持3小时，加热速率为3 ℃/min，随手随炉缓冷至室温，即得活性二氧化锰材料，研磨后过500目筛，备用。
制备持久高效净化剂的方法，制备步骤如下：
(1)将29.7g硝酸锌与53.2g硝酸铁溶于400mL水中，得反应原液；
(2)用1mol/L的氢氧化钠水溶液调节反应原液pH值至13后，有固体析出，加入2.4g活性二氧化锰材料，250rpm搅拌30分钟后转移至反应釜中， 120℃下回流250rpm搅拌5小时，自然冷却至室温后，过100目筛，用1L 水洗涤一次，再用1L乙醇洗涤一次，65℃下干燥12小时即得。
实施例7
一种持久高效空气净化剂，由活性二氧化锰材料和铁酸锌制备而成；
所述活性二氧化锰材料制备方法步骤如下：
(1)以锰箔为工作电极，以不锈钢板为对电极，在电解液中进行电化学氧化反应，电流密度为3mA/cm2，电化学氧化反应时间为2小时，产物悬浮于电解液中，电解液过300目筛，60℃干燥12小时，得到中间体A；
所述电解液为无机盐水溶液；
所述电解液的溶剂为甘油，溶质为氟化铵和水；
所述氟化铵：水：甘油的质量比为0.5：1：100；
(2)将中间体A在含氟物质水溶液中回流1小时，得中间体B；
所述的含氟物质为氟化钠和全氟壬酸钠，其中氟化钠含量为21g/L，全氟壬酸钠的含量为30g/L；
(3)将中间体B在从室温加热至500℃下并保持3小时，加热速率为3 ℃/min，随手随炉缓冷至室温，即得活性二氧化锰材料，研磨后过500目筛，备用。
制备持久高效净化剂的方法，制备步骤如下：
(1)将29.7g硝酸锌与53.2g硝酸铁溶于400mL水中，得反应原液；
(2)用1mol/L的氢氧化钠水溶液调节反应原液pH值至13后，有固体析出，加入6.0g活性二氧化锰材料，250rpm搅拌30分钟后转移至反应釜中， 120℃下回流250rpm搅拌5小时，自然冷却至室温后，过100目筛，用1L 水洗涤一次，再用1L乙醇洗涤一次，65℃下干燥12小时即得。
对照例
一种持久高效空气净化剂，由活性二氧化锰材料和铁酸锌制备而成；
所述活性二氧化锰材料为市售活性二氧化锰，纯度99％，使用前过500 目筛，购自麦克林生化科技公司。
制备持久高效净化剂的方法，制备步骤如下：
(1)将29.7g硝酸锌与53.2g硝酸铁溶于400mL水中，得反应原液；
(2)用1mol/L的氢氧化钠水溶液调节反应原液pH值至13后，有固体析出，加入2.4g市售活性二氧化锰，250rpm搅拌30分钟后转移至反应釜中， 120℃下回流250rpm搅拌5小时，自然冷却至室温后，过100目筛，用1L 水洗涤一次，再用1L乙醇洗涤一次，65℃下干燥12小时即得。
测试例1
NOx净化活性
矩形反应室由透光石英玻璃组成，大小为30cm×30cm×30cm，可见光垂直穿过反应室，可见光由300W氙灯提供，光强度为0.96W/cm2，使用紫外线截至玻璃，除去波长低于420nm的光，取0.1g持久高效空气净化剂，分散在20mL水中，均匀涂抹在半径在4.5cm的玻璃表面皿上，然后70℃下烘3小时，将水烘干，将表面皿放于矩形反应室中心。将反应室抽成真空，以3L/min的速率将浓度为400ppb的NO通入反应室，待反应室中气压达到大气压时，停止通气，带反应器中平衡后，打开氙灯，开始计时，每隔一定时间，利用化学发光NOx分析仪，连续测定NO和NO2含量，采样速率为 0.7L/min。计算NOx残余率，计算公式为η＝ct/c0，其中ct为t时间的NO和 NO2含量之和，c0为NO起始浓度。
测试结果如表1所示。
表1 NOx净化活性
5min 15min 30min 60min 90min
实施例1 95.5％ 83.3％ 80.4％ 79.9％ 79.8％
实施例2 95.3％ 83.0％ 77.8％ 77.3％ 76.9％
实施例3 94.2％ 81.7％ 74.2％ 71.5％ 69.4％
实施例4 93.4％ 82.6％ 73.3％ 70.0％ 68.3％
实施例5 88.5％ 70.5％ 66.4％ 63.0％ 60.9％
实施例6 89.3％ 67.4％ 62.2％ 58.8％ 54.0％
实施例7 83.2％ 65.5％ 60.5％ 60.3％ 60.3％
对照例 95.4％ 83.3％ 81.2％ 81.5％ 81.8％
由上表可知，本发明提供持久高效空气净化剂有一定的NOx净化活性，与传统的净化剂相比有更好更持久的吸附力，90分钟后虽然吸附速率减慢，但仍保持持续吸附，而传统的空气净化剂仅在30分钟之后就吸附饱和，在之后的时间不仅不能吸附NOx，甚至还会微量释放NOx。
测试例2
甲醛净化活性
矩形反应室由透光石英玻璃组成，大小为30cm×30cm×30cm，可见光垂直穿过反应室，可见光由300W氙灯提供，光强度为0.96W/cm2，使用紫外线截至玻璃，除去波长低于420nm的光，通入0.05g甲苯，在模拟测试仓内密封挥发12小时后，将0.5g持久高效净化剂分散在100mL水中，均匀涂抹在半径在4.5cm的玻璃表面皿上，然后70℃下烘3小时，将水烘干，将表面皿放于矩形反应室中心。用甲醛含量测定仪测定起始浓度，12小时后，再次测定甲醛浓度。计算甲醛残余率，计算公式为η＝ct/c0，其中ct为净化12 小时后的甲醛浓度，c0为甲醛起始浓度。
测试结果如表2所示。
表2甲醛净化活性
由上表可知，本发明提供的持久高效净化剂对甲醛也有很好的清除率， 12小时残余率仅为10.5％，远低于对照例中的33.8％。

Claims (9)

1.一种持久高效空气净化剂，其特征在于，由活性二氧化锰材料和铁酸锌制备而成；
所述活性二氧化锰材料由阳极氧化法制备而成。
2.根据权利要求1所述的持久高效空气净化剂，其特征在于，所述活性二氧化锰材料制备方法步骤如下：
(1)以锰箔为工作电极，以铂板或钛板或不锈钢板为对电极，在电解液中进行电化学氧化反应，电流密度为0.1-5mA/cm2，电化学氧化反应时间为0.5-3小时，产物悬浮于电解液中，过滤取固体，干燥，得到中间体A；
所述电解液为无机盐水溶液；
所述的无机盐为氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、氯化铯、硫酸铯和硝酸铯中任意一种或多种的混合物；
(2)将中间体A在从室温加热至300-500℃下并保持2-5小时，加热速率为1-5℃/min，随后随炉缓冷至室温，即得活性二氧化锰材料。
3.根据权利要求1所述的持久高效空气净化剂，其特征在于，所述活性二氧化锰材料制备方法步骤如下：
(1)以锰箔为工作电极，以铂板或钛板或不锈钢板为对电极，在电解液中进行电化学氧化反应，电流密度为0.1-5mA/cm2，电化学氧化反应时间为0.5-3小时，产物悬浮于电解液中，过滤取固体，干燥，得到中间体A；
所述电解液的溶剂为乙二醇或甘油，溶质为氟化铵和/或水；
所述溶质与溶剂的质量比为(1-3)：100；
(2)将中间体A在从室温加热至300-500℃下并保持2-5小时，加热速率为1-5℃/min，随后随炉缓冷至室温，即得活性二氧化锰材料。
4.根据权利要求1所述的持久高效空气净化剂，其特征在于，所述活性二氧化锰材料制备方法步骤如下：
(1)以锰箔为工作电极，以铂板或钛板或不锈钢板为对电极，在电解液中进行电化学氧化反应，电流密度为0.1-5mA/cm2，电化学氧化反应时间为0.5-3小时，产物悬浮于电解液中，过滤取固体，干燥，得到中间体A；
所述电解液为无机盐水溶液；
所述的无机盐为氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、氯化铯、硫酸铯和硝酸铯中任意一种或多种的混合物；
(2)将中间体A在含氟物质的水溶液中回流1-3小时，得中间体B；
所述含氟物质为含氟无机盐和/或含氟表面活性剂；
(3)将中间体B在从室温加热至300-500℃下并保持2-5小时，加热速率为1-5℃/min，随后随炉缓冷至室温，即得活性二氧化锰材料。
5.根据权利要求1所述的持久高效空气净化剂，其特征在于，所述活性二氧化锰材料制备方法步骤如下：
(1)以锰箔为工作电极，以铂板或钛板或不锈钢板为对电极，在电解液中进行电化学氧化反应，电流密度为0.1-5mA/cm2，电化学氧化反应时间为0.5-3小时，产物悬浮于电解液中，过滤取固体，干燥，得到中间体A；
所述电解液的溶剂为乙二醇或甘油，溶质为氟化铵和/或水；
所述溶质与溶剂的质量比为(1-3)：100；
(2)将中间体A在含氟物质的水溶液中回流1-3小时，得中间体B；
所述含氟物质为含氟无机盐和/或含氟表面活性剂；
(3)将中间体B在从室温加热至300-500℃下并保持2-5小时，加热速率为1-5℃/min，随后随炉缓冷至室温，即得活性二氧化锰材料。
6.根据权利要求4或5所述的持久高效空气净化剂，其特征在于，所述含氟无机盐为氟化钠、氟化钾、氟化锂、氟化铯中的任意一种。
7.根据权利要求4或5所述的持久高效空气净化剂，其特征在于，所述含氟表面活性剂为羧酸盐类含氟表面活性剂。
8.制备权利要求1-7任意一项所述的持久高效净化剂的方法，其特征在于，制备步骤如下：
(1)将硝酸锌或其水合物与硝酸铁或其水合物溶于水中，得反应原液；
(2)用碱液调节反应原液pH值至11-13后硝酸锌或其水合物与硝酸铁或其水合物反应生成铁酸锌，加入活性二氧化锰材料，混合均匀后转移至反应釜中，80-120℃下搅拌4-8小时，自然冷却至室温后，过滤，用水和乙醇各洗涤一次，50-70℃下干燥12-24小时即得；
所述碱液为1-2mol/L的氢氧化钾水溶液或氢氧化钠水溶液；
所述反应原液中硝酸根浓度为1.6mol/L，锌离子摩尔浓度与铁离子摩尔浓度比为1：(2.0-2.5)。
9.根据权利要求8所述的制备持久高效空气净化剂的方法，其特征在于，所述活性二氧化锰材料的添加量为硝酸锌或其水合物与硝酸铁或其水合物完全反应生成铁酸锌的理论质量的5-25％。
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