CN111569644A - 一种催化分解甲醛氨气材料及其制备的除甲醛除臭净化器 - Google Patents

一种催化分解甲醛氨气材料及其制备的除甲醛除臭净化器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种催化分解甲醛氨气材料及其制备的除甲醛除臭净化器，包括净化器载体以及载体内设置的催化分解甲醛氨气材料，所述催化分解甲醛氨气材料由如下原料组成：高空隙率氧化锰纤维微球、粘接剂、粘土和去离子水和除甲醛的功能性粉体；高空隙率氧化锰纤维微球的制备方法为：通过宽度1.5m、内部纤维杂乱分布的氧化锰纤维膜加捻聚拢呈氧化锰纤维束条，然后切断后挤压成多孔结构的纳米纤维微球，为催化分解甲醛提供了更多活性位点；本发明制得的催化分解剂以氧化锰作为载体，负载氧化锰，提高甲醛分解效果，无需外加光电等能量情况下，能够实现甲醛分子的快速吸附分解，净化效率高，效果好无二次污染。

Description

一种催化分解甲醛氨气材料及其制备的除甲醛除臭净化器
技术领域
本发明涉及除甲醛材料和设备技术领域，具体为一种催化分解甲醛氨气材料及其制备的除甲醛除臭净化器。
背景技术
现有去除室内甲醛的方法主要包括活性炭法、光触媒法和贵金属催化剂法。活性炭法可以吸附有害物质，活性炭持续时间为三至六个月，之后会饱和失去活性，但当环境情况改变时，比如气温升高、气压变化等，所吸附的甲醛可能又释放出来，造成二次污染。活性炭法的吸附饱和快，且需要频繁更换活性炭。光触媒即锐钦矿型二氧化钦，通过可见光活化的光触媒能够在有光线的地方持续不断分解空气中家具中存在的甲醛，并具有长期持续的效果，能达到5年之久，并且本身不具有毒副作用，但需要在紫外光及可见光的作用下才能发挥作用，若室内环境光线比较暗，需要额外配套紫外线灯，并且紫外线灯对人体有害。贵金属催化剂除甲醛，效果好、失活慢，但很多贵金属催化剂需要加热才能发挥效果，市面上少有室温除甲醛的贵金属催化剂，且贵金属催化剂大多由纳米级的铂制备而成，价格昂贵，普通家庭难以承受，因此，需要一种催化分解甲醛氨气材料及其制备的除甲醛除臭净化器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种催化分解甲醛氨气材料及其制备的除甲醛除臭净化器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种催化分解甲醛氨气材料，其制备方法包括以下步骤：
S1：分别配置高锰酸盐水溶液、碱性水溶液和镁盐水溶液；
S2：将油酸倒入步骤S1中的高锰酸盐水溶液中，搅拌均匀；
S3：将步骤S1中的碱性水溶液倒入步骤S2中的溶液中，搅拌均匀；
S4：将步骤S1中的镁盐水溶液倒入步骤S3的溶液中；
S5：对步骤S4中的水溶液充分搅拌，随后静置，静置后依次进行过滤、洗涤、烘干和粉碎作业，得到除甲醛的功能性粉体；
S6：对步骤S5中得到的除甲醛的功能性粉体与氧化锰纤维微球、粘接剂、粘土和去离子水进行混合，充分混合后通过成型机成型，随后进行烘干和焙烧作业，制得催化分解甲醛氨气材料。
所述氧化锰纤维微球的制备方法为：a、通过静电纺丝的方式制备柔性氧化锰纳米纤维膜；b、将柔性氧化锰纳米纤维膜连续放卷喂送到锥形舱体中，通过锥形舱体中的加捻装置将柔性氧化锰纳米纤维膜聚拢，并加捻成氧化锰纤维；c、将氧化锰纤维切断后，放入圆球舱体内，经过挤压后，得到氧化锰微球。
作为本发明进一步的方案：所述高锰酸盐水溶液、碱性水溶液和镁盐水溶液的浓度分别为10-30g/L、15-40g/L和1-3g/L，所述油酸的浓度为12-24g/L。
作为本发明进一步的方案：步骤S2、S3和步骤S4中的搅拌时间为1-4h，步骤S5和S6中的烘干温度控制在50-150°C，步骤S6中的焙烧温度控制在400-550°C。
作为本发明进一步的方案：所述高锰酸盐为高锰酸钠和高锰酸钾中的一种或多种，所述碱性水溶液为氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液中的一种或多种，所述镁盐为氯化镁、硝酸镁和硫酸镁中的一种或多种。
作为本发明进一步的方案：所述除甲醛的功能性粉体、粘接剂、粘土和去离子水的重量配比为1：0.05-0.45：0.5-3.5：2.5-3.5。
作为本发明进一步的方案：所述粘接剂为田菁粉、硬脂酸镁和甘油中的一种或组合。
作为本发明进一步的方案：所述粘土为活性氧化铝、凹凸棒黏土和膨润土中的一种或组合。
一种除甲醛除臭净化器，包括水箱，所述水箱上端面左右两侧的分别固定连接有左过滤箱和右过滤箱，所述左过滤箱上端面固定设置有驱动箱，所述驱动箱左端面设置有出风口，所述水箱上端面中间设置有进水口，所述水箱左端面下方连接有出水口，所述右过滤箱上端面一体化设置有弧形板，所述弧形板上设置有若干空气进口，所述右过滤箱内上下两侧设置有第一过滤网板，上下两侧的第一过滤网板之间填充设置有第一甲醛氨气催化分解剂，所述第一甲醛氨气催化分解剂为上述任一所述的催化分解甲醛氨气材料，所述右过滤箱底端面与水箱之间连接有进气管，所述左过滤箱内上下两侧设置有第二过滤网板，上下两侧的第二过滤网板之间填充设置有第二甲醛氨气催化分解剂，所述第二甲醛氨气催化分解剂为上述任一所述的催化分解甲醛氨气材料，所述左过滤箱底端面与水箱之间设置有连接管，所述驱动箱内安装有气泵，所述气泵输入端与左过滤箱之间连接有连通管，所述气泵输出端与出风口连接有出风管。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制得的催化分解剂以氧化锰作为载体，负载氧化锰，提高甲醛分解效果，无需外加光电等能量情况下，能够实现甲醛分子的快速吸附分解，净化效率高，效果好无二次污染，通过甲醛催化分解剂制备的净化器安装方便，空气依次经过甲醛催化分解剂、吸收液、甲醛催化分解剂，除醛效果好，通过气泵加速气流流动，提高效率，此外，制备得到的氧化锰纤维微球内部具有空隙，比表面积更高，对甲醛的吸附效率和吸附能力更高，极大地提高了甲醛吸附能力和吸附时效，值得推广。
附图说明
图1为一种催化分解甲醛氨气材料及其制备的除甲醛除臭净化器的主视图结构示意图；
图2为一种催化分解甲醛氨气材料及其制备的除甲醛除臭净化器的主视图截面结构示意图。
图中：1-水箱，2-出水口，3-左过滤箱，4-驱动箱，5-出风口，6-进水口，7-有过滤箱，8-连接罐，9-第二过滤网板，10-第二甲醛氨气催化分解剂，11-连通管，12-气泵，13-出风管，14-弧形板，15-空气进口，16-第一过滤网板，17-第一甲醛氨气催化分解剂，18-进气管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～2，本发明提供一种技术方案：
实施例一：
一种催化分解甲醛氨气材料，其制备方法包括以下步骤：
S1：分别配置高锰酸盐水溶液、碱性水溶液和镁盐水溶液；
S2：将油酸倒入步骤S1中的高锰酸盐水溶液中，搅拌均匀；
S3：将步骤S1中的碱性水溶液倒入步骤S2中的溶液中，搅拌均匀；
S4：将步骤S1中的镁盐水溶液倒入步骤S3的溶液中；
S5：对步骤S4中的水溶液充分搅拌，随后静置，静置后依次进行过滤、洗涤、烘干和粉碎作业，得到除甲醛的功能性粉体；
S6：对步骤S5中得到的除甲醛的功能性粉体与氧化锰纤维微球、粘接剂、粘土和去离子水进行混合，充分混合后通过成型机成型，随后进行烘干和焙烧作业，制得催化分解甲醛氨气材料。
所述氧化锰纤维微球的制备方法为：a、通过静电纺丝的方式制备柔性氧化锰纳米纤维膜；b、将柔性氧化锰纳米纤维膜连续放卷喂送到锥形舱体中，通过锥形舱体中的加捻装置将柔性氧化锰纳米纤维膜聚拢，并加捻成氧化锰纤维；c、将氧化锰纤维切断后，放入圆球舱体内，经过挤压后，得到氧化锰微球。
其中，所述高锰酸盐水溶液、碱性水溶液和镁盐水溶液的浓度分别为10g/L、15g/L和1g/L，所述油酸的浓度为12g/L，步骤S2、S3和步骤S4中的搅拌时间为1h，步骤S5和S6中的烘干温度控制在50°C，步骤S6中的焙烧温度控制在400°C，所述高锰酸盐为高锰酸钠和高锰酸钾中的一种或多种，所述碱性水溶液为氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液中的一种或多种，所述镁盐为氯化镁、硝酸镁和硫酸镁中的一种或多种，所述除甲醛的功能性粉体、粘接剂、粘土和去离子水的重量配比为1：0.05：0.5：2.5，所述粘接剂为田菁粉、硬脂酸镁和甘油中的一种或组合，所述粘土为活性氧化铝、凹凸棒黏土和膨润土中的一种或组合。
实施例二：
一种催化分解甲醛氨气材料，其制备方法包括以下步骤：
S1：分别配置高锰酸盐水溶液、碱性水溶液和镁盐水溶液；
S2：将油酸倒入步骤S1中的高锰酸盐水溶液中，搅拌均匀；
S3：将步骤S1中的碱性水溶液倒入步骤S2中的溶液中，搅拌均匀；
S4：将步骤S1中的镁盐水溶液倒入步骤S3的溶液中；
S5：对步骤S4中的水溶液充分搅拌，随后静置，静置后依次进行过滤、洗涤、烘干和粉碎作业，得到除甲醛的功能性粉体；
S6：对步骤S5中得到的除甲醛的功能性粉体与氧化锰纤维微球、粘接剂、粘土和去离子水进行混合，充分混合后通过成型机成型，随后进行烘干和焙烧作业，制得催化分解甲醛氨气材料。
所述氧化锰纤维微球的制备方法为：a、通过静电纺丝的方式制备柔性氧化锰纳米纤维膜；b、将柔性氧化锰纳米纤维膜连续放卷喂送到锥形舱体中，通过锥形舱体中的加捻装置将柔性氧化锰纳米纤维膜聚拢，并加捻成氧化锰纤维；c、将氧化锰纤维切断后，放入圆球舱体内，经过挤压后，得到氧化锰微球。
其中，所述高锰酸盐水溶液、碱性水溶液和镁盐水溶液的浓度分别为30g/L、40g/L和3g/L，所述油酸的浓度为24g/L，步骤S2、S3和步骤S4中的搅拌时间为4h，步骤S5和S6中的烘干温度控制在150°C，步骤S6中的焙烧温度控制在550°C，所述高锰酸盐为高锰酸钠和高锰酸钾中的一种或多种，所述碱性水溶液为氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液中的一种或多种，所述镁盐为氯化镁、硝酸镁和硫酸镁中的一种或多种，所述除甲醛的功能性粉体、粘接剂、粘土和去离子水的重量配比为1：0.45：3.5：3.5，所述粘接剂为田菁粉、硬脂酸镁和甘油中的一种或组合，所述粘土为活性氧化铝、凹凸棒黏土和膨润土中的一种或组合。
实施例三：
一种催化分解甲醛氨气材料，其制备方法包括以下步骤：
S1：分别配置高锰酸盐水溶液、碱性水溶液和镁盐水溶液；
S2：将油酸倒入步骤S1中的高锰酸盐水溶液中，搅拌均匀；
S3：将步骤S1中的碱性水溶液倒入步骤S2中的溶液中，搅拌均匀；
S4：将步骤S1中的镁盐水溶液倒入步骤S3的溶液中；
S5：对步骤S4中的水溶液充分搅拌，随后静置，静置后依次进行过滤、洗涤、烘干和粉碎作业，得到除甲醛的功能性粉体；
S6：对步骤S5中得到的除甲醛的功能性粉体与氧化锰纤维微球、粘接剂、粘土和去离子水进行混合，充分混合后通过成型机成型，随后进行烘干和焙烧作业，制得催化分解甲醛氨气材料。
所述氧化锰纤维微球的制备方法为：a、通过静电纺丝的方式制备柔性氧化锰纳米纤维膜；b、将柔性氧化锰纳米纤维膜连续放卷喂送到锥形舱体中，通过锥形舱体中的加捻装置将柔性氧化锰纳米纤维膜聚拢，并加捻成氧化锰纤维；c、将氧化锰纤维切断后，放入圆球舱体内，经过挤压后，得到氧化锰微球。
其中，所述高锰酸盐水溶液、碱性水溶液和镁盐水溶液的浓度分别为20g/L、30g/L和2g/L，所述油酸的浓度为20g/L，步骤S2、S3和步骤S4中的搅拌时间为3h，步骤S5和S6中的烘干温度控制在100°C，步骤S6中的焙烧温度控制在500°C，所述高锰酸盐为高锰酸钠和高锰酸钾中的一种或多种，所述碱性水溶液为氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液中的一种或多种，所述镁盐为氯化镁、硝酸镁和硫酸镁中的一种或多种，所述除甲醛的功能性粉体、粘接剂、粘土和去离子水的重量配比为1：0.2：2：3，所述粘接剂为田菁粉、硬脂酸镁和甘油中的一种或组合，所述粘土为活性氧化铝、凹凸棒黏土和膨润土中的一种或组合。
一种除甲醛除臭净化器，包括水箱1，所述水箱1上端面左右两侧的分别固定连接有左过滤箱3和右过滤箱7，所述左过滤箱3上端面固定设置有驱动箱4，所述驱动箱4左端面设置有出风口5，所述水箱1上端面中间设置有进水口6，所述水箱1左端面下方连接有出水口2，所述右过滤箱7上端面一体化设置有弧形板14，所述弧形板14上设置有若干空气进口15，所述右过滤箱7内上下两侧设置有第一过滤网板16，上下两侧的第一过滤网板16之间填充设置有第一甲醛氨气催化分解剂17，所述第一甲醛氨气催化分解剂17为上述任一所述的催化分解甲醛氨气材料，所述右过滤箱7底端面与水箱1之间连接有进气管18，所述左过滤箱3内上下两侧设置有第二过滤网板9，上下两侧的第二过滤网板9之间填充设置有第二甲醛氨气催化分解剂10，所述第二甲醛氨气催化分解剂10为上述任一所述的催化分解甲醛氨气材料，所述左过滤箱3底端面与水箱1之间设置有连接管8，所述驱动箱4内安装有气泵12，所述气泵12输入端与左过滤箱3之间连接有连通管11，所述气泵12输出端与出风口5连接有出风管13。
将制得的第一甲醛氨气催化分解剂17和第二甲醛氨气催化分解剂10分别置于右过滤箱7和左过滤箱3内，并通过第一过滤网板16和第二过滤网板9夹设固定，从进水口6向水箱1内注吸收液，空气从空气进口15进入右过滤箱7内，经过第一甲醛氨气催化分解剂17和第一过滤网板16去除甲醛和杂质，随后进入水箱1内，水箱内的吸收液除去空气中的可溶性污物和氨气等，随后通过连接管8进入左过滤箱3内，经过第二甲醛氨气催化分解剂10再次除去甲醛，在此过程中，气泵12为气流流动提供动力，最后从出风管5排出，实现除醛除臭作业，分别称取相同量的实施例一、实施例二和实施例三制备的催化分解甲醛氨气材料装入上述的除甲醛除臭净化器中，按照GB/T18801-2008中《气态污染物的洁净空气量实验法》进行甲醛一小时去除率测试，甲醛一小时去除率为95%，96%和99%，除甲醛效果极佳。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种催化分解甲醛氨气材料，其特征在于：其制备方法包括以下步骤：
S1：分别配置高锰酸盐水溶液、碱性水溶液和镁盐水溶液；
S2：将油酸倒入步骤S1中的高锰酸盐水溶液中，搅拌均匀；
S3：将步骤S1中的碱性水溶液倒入步骤S2中的溶液中，搅拌均匀；
S4：将步骤S1中的镁盐水溶液倒入步骤S3的溶液中；
S5：对步骤S4中的水溶液充分搅拌，随后静置，静置后依次进行过滤、洗涤、烘干和粉碎作业，得到除甲醛的功能性粉体；
S6：对步骤S5中得到的除甲醛的功能性粉体与氧化锰纤维微球、粘接剂、粘土和去离子水进行混合，充分混合后通过成型机成型，随后进行烘干和焙烧作业，制得催化分解甲醛氨气材料；
所述氧化锰纤维微球的制备方法为：a、通过静电纺丝的方式制备柔性氧化锰纳米纤维膜；b、将柔性氧化锰纳米纤维膜连续放卷喂送到锥形舱体中，通过锥形舱体中的加捻装置将柔性氧化锰纳米纤维膜聚拢，并加捻成氧化锰纤维；c、将氧化锰纤维切断后，放入圆球舱体内，经过挤压后，得到氧化锰微球。
2.根据权利要求1所述的一种催化分解甲醛氨气材料，其特征在于：所述高锰酸盐水溶液、碱性水溶液和镁盐水溶液的浓度分别为10-30g/L、15-40g/L和1-3g/L，所述油酸的浓度为12-24g/L。
3.根据权利要求2所述的一种催化分解甲醛氨气材料，其特征在于：步骤S2、S3和步骤S4中的搅拌时间为1-4h，步骤S5和S6中的烘干温度控制在50-150°C，步骤S6中的焙烧温度控制在400-550°C。
4.根据权利要求3所述的一种催化分解甲醛氨气材料，其特征在于：所述高锰酸盐为高锰酸钠和高锰酸钾中的一种或多种，所述碱性水溶液为氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液中的一种或多种，所述镁盐为氯化镁、硝酸镁和硫酸镁中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的一种催化分解甲醛氨气材料，其特征在于：所述除甲醛的功能性粉体、粘接剂、粘土和去离子水的重量配比为1：0.05-0.45：0.5-3.5：2.5-3.5。
6.根据权利要求5所述的一种催化分解甲醛氨气材料，其特征在于：所述粘接剂为田菁粉、硬脂酸镁和甘油中的一种或组合。
7.根据权利要求6所述的一种催化分解甲醛氨气材料，其特征在于：所述粘土为活性氧化铝、凹凸棒黏土和膨润土中的一种或组合。
8.一种除甲醛除臭净化器，包括水箱（1），其特征在于：所述水箱（1）上端面左右两侧的分别固定连接有左过滤箱（3）和右过滤箱（7），所述左过滤箱（3）上端面固定设置有驱动箱（4），所述驱动箱（4）左端面设置有出风口（5），所述水箱（1）上端面中间设置有进水口（6），所述水箱（1）左端面下方连接有出水口（2），所述右过滤箱（7）上端面一体化设置有弧形板（14），所述弧形板（14）上设置有若干空气进口（15），所述右过滤箱（7）内上下两侧设置有第一过滤网板（16），上下两侧的第一过滤网板（16）之间填充设置有第一甲醛氨气催化分解剂（17），所述第一甲醛氨气催化分解剂（17）为权利要求1-7任一所述的催化分解甲醛氨气材料，所述右过滤箱（7）底端面与水箱（1）之间连接有进气管（18），所述左过滤箱（3）内上下两侧设置有第二过滤网板（9），上下两侧的第二过滤网板（9）之间填充设置有第二甲醛氨气催化分解剂（10），所述第二甲醛氨气催化分解剂（10）为权利要求1-7任一所述的催化分解甲醛氨气材料，所述左过滤箱（3）底端面与水箱（1）之间设置有连接管（8），所述驱动箱（4）内安装有气泵（12），所述气泵（12）输入端与左过滤箱（3）之间连接有连通管（11），所述气泵（12）输出端与出风口（5）连接有出风管（13）。
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