CN111957309A - 常温催化除醛材料及其制备方法、除醛试剂盒和空气净化设备 - Google Patents

常温催化除醛材料及其制备方法、除醛试剂盒和空气净化设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种常温催化除醛材料及其制备方法、除醛试剂盒和空气净化设备。该制备方法包括:步骤S1,将高锰酸盐水溶液与含铵根离子的水溶液混合,得到第一混合体系;步骤S2,将多孔碳浸渍在第一混合体系中,预定时间后进行固液分离,得到固体产物;以及步骤S3,将固体产物进行干燥,得到常温催化除醛材料,常温催化除醛材料包括多孔碳载体和负载在多孔碳载体上的锰氧化物活性成分。将高锰酸盐和铵盐的水溶液混合后形成弱碱性环境,多孔碳和高锰酸钾发生氧化还原反应形成锰氧化物,多孔碳因氧化还原反应被还原刻蚀形成更小的孔隙;铵盐起到对材料表面缺陷的调控作用从而增加表面活性位点,得到的常温催化除醛材料具有低成本高效的特点。

Description

常温催化除醛材料及其制备方法、除醛试剂盒和空气净化 设备
技术领域
本发明涉及空气净化技术领域,具体而言,涉及一种常温催化除醛材料及其制备方法、除醛试剂盒和空气净化设备。
背景技术
甲醛是最典型的室内空气污染物之一,其排放主要源于室内装修使用的各种人造板材、家具及装饰材料等。长期接触会引起人体的多种不适及疾病,甚至致癌,如鼻咽癌、结肠癌、白血病等。2010年,世界卫生组织将甲醛列为人类第一类致癌物,并将室内甲醛浓度的限定标准列为0.1mg/m3,这也是中国室内空气质量的国家标准,是人居环境健康的最低标准。因此,安全且有效地降低室内甲醛浓度已成为公众高度关注的话题。
目前室内甲醛的污染控制技术主要有:吸附技术、光催化技术、热催化氧化技术、等离子体技术、生物技术、膜技术、冷凝技术等。市场上应用较多的是吸附技术,它主要是利用多孔性物质(如活性炭、氧化铝、分子筛等)结合氨改性后的吸附性能将甲醛等有害气体进行吸附、反应。该技术具有成本低、短时间吸附速度较快的优点,但也存在吸附性能和吸附容量有限、氨味释放、二次污染及再生困难等缺点。常温催化氧化属于热催化氧化技术范畴,该技术可使甲醛在室温条件下氧化分解为无害的二氧化碳和水,是目前较为理想的一种甲醛去除方法。
多孔性物质具有高比表面积和强吸附性,被广泛应用于室内甲醛污染物的吸附净化,但能力有限,易造成二次污染。贵金属可在室温条件下可完全氧化甲醛为二氧化碳和水,但制备过程中易发生团聚,进而影响催化效果,此外,高昂的成本也限制了其适用范围。
目前空气净化设备是去除室内甲醛的常用设备,普通的过滤式空气净化器采用胺/铵与甲醛进行化学反应,滤网寿命短,更换周期短,无法将甲醛真正分解,同时滤网会有氨味,客户体验差;催化剂在常温常压下很难将甲醛进行氧化分解,效率低下,无法满足市场快速除醛的要求;除醛催化剂的放大生产工艺复杂,效果难以保证,极大的限制了其应用。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种常温催化除醛材料及其制备方法、除醛试剂盒和空气净化设备,以解决现有技术中常温除甲醛成本高、效率低的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种常温催化除醛材料的制备方法,该制备方法包括:步骤S1,将高锰酸盐水溶液与含铵根离子的水溶液混合,得到第一混合体系,含铵根离子的水溶液为氨水或铵盐水溶液;步骤S2,将多孔碳浸渍在第一混合体系中,预定时间后进行固液分离,得到固体产物;以及步骤S3,将固体产物进行干燥,得到常温催化除醛材料,常温催化除醛材料包括多孔碳载体和负载在多孔碳载体上的锰氧化物活性成分。
进一步地,上述铵盐的水溶液为碳酸铵水溶液、草酸铵水溶液和柠檬酸铵水溶液中的任意一种。
进一步地,上述高锰酸盐水溶液为高锰酸钾水溶液或高锰酸钠水溶液,多孔碳选自活性炭、介孔碳和碳纤维中的任意一种。
进一步地,上述多孔碳的粒径为0.2mm~0.6mm。
进一步地,上述多孔碳的孔径在2nm~4nm。
进一步地,上述多孔碳的孔体积为0.15cm3/g~0.4cm3/g。
进一步地,上述多孔碳的BET比表面积为10000m2/g~1600m2/g。
进一步地,上述高锰酸盐水溶液中高锰酸盐的浓度为0.35mol/L~0.45mol/L,优选为0.4mol/L~0.45mol/L。
进一步地,上述含铵根离子的水溶液的浓度为0.05mol/L~0.3mol/L,优选为0.25mol/L~0.3mol/L。
进一步地,上述步骤S1包括在室温下将高锰酸盐水溶液与含铵根离子的水溶液进行第一次搅拌,得到第一混合体系,第一次搅拌的速度为50rpm~300rpm、时间为1min~5min。
进一步地,上述高锰酸盐水溶液与含铵根离子的水溶液的体积比为0.8:1~1.6:1,优选为1:1~1.5:1。
进一步地,上述多孔碳的质量与第一混合体系的体积之比为1kg:(5~20)L。
进一步地,上述步骤S2包括:将多孔碳浸渍在第一混合体系中并进行第二次搅拌;第二次搅拌持续预定时间后进行固液分离,得到固体产物。
进一步地,上述第二次搅拌的速度为50rpm~300rpm,预定时间为30min~100min。
进一步地,上述步骤S3采用烘干的方式将固体产物进行干燥,得到常温催化除醛材料。
进一步地,上述烘干的温度为50℃~100℃、时间为1h~24h,优选烘干的温度为70~90℃。
根据本发明的另一方面,提供了一种常温催化除醛材料,该常温催化除醛材料采用上述的制备方法制备而成。
根据本发明的另一方面,提供了一种除醛试剂盒,包括透气容器和除醛材料,该除醛材料为上述的常温催化除醛材料。
根据本发明的另一方面,提供了一种空气净化设备,包括滤网,滤网上设置除醛材料,该除醛材料为上述的常温催化除醛材料。
应用本发明的技术方案,将高锰酸盐和含铵根离子的水溶液混合后形成弱碱性环境,再将二者形成的第一混合体系浸渍多孔碳,具有还原性的多孔碳和具有氧化性的高锰酸钾发生氧化还原反应形成锰氧化物(主要为二氧化锰),同时多孔碳因氧化还原反应被还原刻蚀形成一些更小的孔隙;在上述氧化还原反应过程中,铵根离子能起到对材料表面缺陷的调控作用从而增加表面活性位点。由上述方法得到的常温催化除醛材料包括多孔碳载体和负载在多孔碳载体上的锰氧化物活性成分,通过调整高锰酸盐和多孔碳的比例调整锰氧化物活性成分的负载量(比如控制在10~15wt%)。锰氧化物作为催化甲醛转换为二氧化碳和水的高效催化剂,应用在本申请的常温催化除醛材料中,提高了常温催化除醛的效率,且不会受到采用胺/铵除甲醛所依赖的化学反应限制,因此提高了常温催化除醛材料的使用寿命;而且本申请的除醛材料具有更多的活性吸附位点,提高了活性炭对甲醛的吸附活性,进而为催化除甲醛提供良好的吸附基础。由此可见,本申请采用多孔碳作为载体与锰氧化物结合,避免了使用贵金属催化剂导致的高成本问题,从而可以满足市场推广要求。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本发明的实施例1的常温催化除醛材料以及活性炭的XRD图;
图2示出了根据本发明的实施例1的常温催化除醛材料的TEM图;
图3示出了根据本发明的实施例1的常温催化除醛材料以及活性炭在动态测试条件下的甲醛去除效率曲线图;以及
图4示出了根据本发明的实施例1的常温催化除醛材料在静态舱测试条件下的二氧化碳生成量曲线图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本申请的常温即为本领域技术人员所理解的在15~30℃的范围内。
如本申请背景技术所分析的,现有技术的除醛材料的常温除甲醛成本高、效率低,为了解决该问题,本申请提供了一种常温催化除醛材料及其制备方法、除醛试剂盒和空气净化设备。
在一种实施例中,上述常温催化除醛材料的制备方法包括:步骤S1,将高锰酸盐水溶液与含铵根离子的水溶液混合,得到第一混合体系,含铵根离子的水溶液为氨水或铵盐水溶液;步骤S2,将多孔碳浸渍在第一混合体系中,预定时间后进行固液分离,得到固体产物;以及步骤S3,将固体产物进行干燥,得到常温催化除醛材料,该常温催化除醛材料包括多孔碳载体和负载在多孔碳载体上的锰氧化物活性成分和铵盐。
将高锰酸盐和含铵根离子的水溶液混合后形成弱碱性环境,再将二者形成的第一混合体系浸渍多孔碳,具有还原性的多孔碳和具有氧化性的高锰酸钾发生氧化还原反应形成锰氧化物(主要为二氧化锰),同时多孔碳因氧化还原反应被还原刻蚀形成一些更小的孔隙;在上述氧化还原反应过程中,铵根离子能起到对材料表面缺陷的调控作用从而增加表面活性位点。
由上述方法得到的常温催化除醛材料包括多孔碳载体和负载在多孔碳载体上的锰氧化物活性成分,通过调整高锰酸盐和多孔碳的比例调整锰氧化物活性成分的负载量(比如控制在10~15wt%)。锰氧化物作为催化甲醛转换为二氧化碳和水的高效催化剂,应用在本申请的常温催化除醛材料中,提高了常温催化除醛的效率,且不会受到采用胺/铵除甲醛所依赖的化学反应限制,因此提高了常温催化除醛材料的使用寿命;而且本申请的除醛材料具有更多的活性吸附位点,提高了活性炭对甲醛的吸附活性,进而为催化除甲醛提供良好的吸附基础。由此可见,本申请采用多孔碳作为载体与锰氧化物结合,避免了使用贵金属催化剂导致的高成本问题,从而可以满足市场推广要求。
本申请的铵盐主要是提供弱碱性环境且对载体进行表面修饰,因此目前能够提供铵根离子的弱碱性铵盐均可考虑应用至本申请中,经过试验,优选上述铵盐水溶液为碳酸铵水溶液、草酸铵水溶液和柠檬酸铵水溶液中的任意一种。为了提高铵盐的作用效率,优选上述铵盐的浓度为0.05mol/L~0.3mol/L,优选为0.25mol/L~0.3mol/L。
用于本申请的高锰酸盐可以采用本领域常用的高锰酸盐,为了节约成本,并避免引入其他影响除醛的阳离子,优选上述高锰酸盐水溶液为高锰酸钾水溶液或高锰酸钠水溶液。如前所述,高锰酸盐和多孔碳发生氧化还原反应以形成氧化锰负载在多孔碳上,为了提高高锰酸盐的转化率以及负载在多孔碳载体上的比例,优选上述高锰酸盐水溶液中高锰酸盐的浓度为0.35mol/L~0.45mol/L,优选为0.4mol/L~0.45mol/L。
上述多孔碳可以选自活性炭、介孔碳和碳纤维中的任意一种。
本申请的得到常温催化除醛材料可以以颗粒形式应用于试剂盒中,也可以应用于空气净化设备,为了避免在应用时粒径太小导致材料损失同时避免粒径太大不利于应用,优选上述多孔碳载体的粒径为0.2mm~0.6mm,对应中国标准筛的30目~70目。
由于本申请的常温催化除醛材料所针对的去除对象为小分子化合物,因此其容易进入多孔碳的孔内,那么多孔碳的孔径不需要特别大,优选上述多孔碳载体的孔径在2nm~4nm。
此外为了兼顾多孔碳的强度以及负载率,优选上述多孔碳载体的孔体积为0.15cm3/g~0.4cm3/g。
多孔碳作为载体,其BET比表面积对于活性成分的负载以及催化效率也具有关键影响,为了提高负载量和催化效率,优选上述多孔碳载体的BET比表面积为1000m2/g~1600m2/g。
在本申请一种优选的实施例中,上述步骤S1包括在室温下将高锰酸盐水溶液与含铵根离子的水溶液进行第一次搅拌,得到第一混合体系。优选地,高锰酸盐水溶液与含铵根离子的水溶液的体积比为0.8:1~1.6:1,优选为1:1~1.5:1,以提供更为适宜的弱碱性环境。进一步优选地,第一次搅拌的速度为50rpm~300rpm、时间为1min~5min,以实现二者的快速均匀混合进而实现锰氧化物的均匀负载。
为了提高载体的负载量,优选上述多孔碳的质量与第一混合体系的体积之比为1kg:(5~20)L。
在本申请另一种优选的实施例中,上述步骤S2包括:将多孔碳浸渍在第一混合体系中并进行第二次搅拌;第二次搅拌持续预定时间后进行固液分离,得到固体产物,优选地,第二次搅拌的速度为50rpm~300rpm,预定时间为30min~100min,在搅拌的条件下进行反应,提高了反应效率以及在多孔碳上的负载均匀性。
上述固液分离的手段有多种,比如过滤、离心、沉降分离等。为了提高生产效率,优选采用过滤的方式。
在固液分离后,所得到的固体产物中含有未反应的盐以及水,为了提高负载的稳定性需要对固体产物进行干燥,上述步骤S3采用烘干的方式将固体产物进行干燥,得到常温催化除醛材料。采用烘干的方式,在干燥过程中可以提高锰氧化物活性成分在多孔碳上负载的稳定性。优选地,烘干的温度为50℃~100℃、时间为1~24h,进一步优选烘干的温度为70~90℃,既实现水分快速去除,又尽可能避免铵盐的高温分解。
在本申请另一种典型的实施方式中,上述一种常温催化除醛材料,常温催化除醛材料采用上述任一种的制备方法制备而成。本申请制备方法得到的常温催化除醛材料中,锰氧化物作为催化甲醛转换为二氧化碳和水的高效催化剂,应用在本申请的常温催化除醛材料中,提高了常温催化除醛的效率,且不会受到采用胺/铵除甲醛所依赖的化学反应限制,因此提高了常温催化除醛材料的使用寿命;且采用多孔碳作为载体与锰氧化物进行结合,避免了使用贵金属催化剂导致的高成本问题,从而可以满足市场推广要求。
在本申请又一种典型的实施方式中,提供了一种除醛试剂盒,包括透气容器和除醛材料,该除醛材料为上述的常温催化除醛材料。将本申请的常温催化除醛材料置于透气容器中,有利于该材料的随时随地的使用。
上述透气容器可以为本领域常规的布袋、无纺布袋、多孔的塑料盒等,在此不再一一列举。
在本申请又一种典型的实施方式中,还提供了一种空气净化设备,包括滤网,该滤网上设置除醛材料,该除醛材料为上述任一种的常温催化除醛材料。
由于本申请的常温催化除醛材料具有高效、低成本、长寿命的特点,因此将其应用至空气净化设备的滤网上时,可以结合空气净化设备的功能进一步实现高效的除醛效果,且保证滤网较长的使用寿命。
本申请的常温催化除醛材料可以以颗粒形式应用于试剂盒中,也可以应用于空气净化设备,为了避免在应用时粒径太小导致材料损失同时避免粒径太大不利于应用,优选上述多孔碳载体的粒径为0.2mm~0.6mm,对应中国标准筛的30目~70目。
以下将以举例的方式对本申请的常温催化除醛材料的制备方法进行说明。
以下将结合实施例和对比例,进一步说明本申请的有益效果。
实施例1
将高锰酸钾加入水中溶解得浓度为0.4mol/L的A溶液,将碳酸铵加入水中溶解得浓度为0.25mol/L的B溶液,将5L B溶液加入5L A溶液中以150rpm的速度搅拌5min得到第一混合体系;然后向第一混合体系中加入活性炭形成反应体系,活性炭的质量与第一混合体系的体积之比为1kg:10L,活性炭粒径为30目~70目,孔径为2nm~4nm,孔体积为0.15cm3/g~0.4cm3/g、BET比表面积为1000m2/g~1600m2/g。室温下将该反应体系以150rpm的速度搅拌60min以进行反应,反应完后捞出固体样品,并在70℃下烘干12h,得到常温催化除醛材料。
实施例2
与实施例1不同之处在于,采用的介孔碳结构参数如下:
介孔碳粒径为30目~70目,孔径为5nm~10nm,孔体积为0.6cm3/g~1.3cm3/g、BET比表面积为500m2/g~1000m2/g。
实施例3
与实施例1不同之处在于,活性炭的质量与第一混合体系的体积之比为1kg:5L。
实施例4
与实施例1不同之处在于,活性炭的质量与第一混合体系的体积之比为1kg:20L。
实施例5
与实施例1不同之处在于,活性炭的质量与第一混合体系的体积之比为1kg:3L。
实施例6
与实施例1不同之处在于,活性炭的质量与第一混合体系的体积之比为1kg:25L。
实施例7
与实施例1不同之处在于,采用草酸铵替换碳酸铵。
实施例8
与实施例1不同之处在于,采用柠檬酸铵替换碳酸铵。
实施例9
与实施例1不同之处在于,A溶液中高锰酸钾的浓度为0.35mol/L。
实施例10
与实施例1不同之处在于,A溶液中高锰酸钾的浓度为0.45mol/L。
实施例11
与实施例1不同之处在于,A溶液中高锰酸钾的浓度为0.5mol/L。
实施例12
与实施例1不同之处在于,B溶液中碳酸铵的浓度为0.3mol/L。
实施例13
与实施例1不同之处在于,B溶液中碳酸铵的浓度为0.05mol/L。
实施例14
与实施例1不同之处在于,B溶液中碳酸铵的浓度为0.5mol/L。
实施例15
与实施例1不同之处在于,烘干的温度为70℃,时间为15h。
实施例16
与实施例1不同之处在于,烘干的温度为80℃,时间为10h。
实施例17
与实施例1不同之处在于,烘干的温度为100℃,时间为6h。
实施例18
与实施例1不同之处在于,烘干的温度为120℃,时间为8h。
实施例19
将高锰酸钾加入水中溶解得浓度为0.4mol/L的A溶液,将碳酸铵加入水中溶解得浓度为0.1mol/L的B溶液,将5L B溶液加入7.5L A溶液中以300rpm的速度搅拌1min得到第一混合体系;然后向第一混合体系中加入活性炭形成反应体系,活性炭的质量与第一混合体系的体积之比为1kg:10L,活性炭粒径为30目~70目,孔径为2nm~4nm,孔体积为0.15cm3/g~0.4cm3/g、BET比表面积为1000m2/g~1600m2/g。室温下将该反应体系以300rpm的速度搅拌30min以进行反应,反应完后捞出固体样品,并在70℃下烘干12h,得到常温催化除醛材料。
实施例20
将高锰酸钾加入水中溶解得浓度为0.4mol/L的A溶液,将碳酸铵加入水中溶解得浓度为0.2mol/L的B溶液,将5L B溶液加入7.5L A溶液中以50rpm的速度搅拌10min得到第一混合体系;然后向第一混合体系中加入活性炭形成反应体系,活性炭的质量与第一混合体系的体积之比为1kg:10L,活性炭粒径为30目~70目,孔径为2nm~4nm,孔体积为0.15cm3/g~0.4cm3/g、BET比表面积为1000m2/g~1600m2/g。室温下将该反应体系以50rpm的速度搅拌100min以进行反应,反应完后捞出固体样品,并在70℃下烘干12h,得到常温催化除醛材料。
实施例21
与实施例1不同之处在于,采用同浓度的氨水替换实施例1的碳酸铵。
对比例1
将高锰酸钾加入水中溶解得浓度为0.4mol/L的A溶液,将碳酸铵加入水中溶解得浓度为0.25mol/L的B溶液,活性炭粒径为30目~70目,孔径为2nm~4nm,孔体积为0.15cm3/g~0.4cm3/g、BET比表面积为1000m2/g~1600m2/g。
将1.5L B溶液与0.5kg活性炭混合浸渍24小时后,捞出固体样品置于50℃烘箱中干燥24小时,然后在80℃下烘干12h。将经过上述处理后的活性炭等体积浸渍到1.5L A溶液中,浸渍24小时后,捞出固体样品在70℃下烘干12h,得到常温催化除醛材料。
对各实施例得到的常温催化除醛材料以及实施例1的活性炭进行XRD测试和TEM测试,其中实施例1以及活性炭的XRD测试结果见图1,图中在24.6°和43.6°附近的峰归属于活性炭结构中石墨碳的(002)和(100)晶面,在25°、36.2°和65.5°附近的峰归属于δ-MnO2晶相的(002)、(100)和(110)晶面,由于常温催化除醛材料近90%为载体,且低温制备的锰氧化物接近无定型态,峰强较弱。实施例2至29的XRD的出峰位置基本相同。实施例1以及活性炭的TEM测试结果见图2,MnOx呈颗粒状可观察到明显的晶格条纹,晶面间距为0.24nm的晶格条纹对应于δ-MnO2晶相的(100)晶面,XRD与TEM结合,晶格对的上能证明MnOx负载成功。
此外,采用ICP检测各常温催化除醛材料中锰氧化物的含量,记录在表1中。
除醛性能测试:
采用在线动态检测系统进行甲醛去除效率评价,采样静态舱系统进行二氧化碳选择性评价,采用红外光声谱气体监测仪监测甲醛和二氧化碳浓度。
甲醛去除率(η)计算公式:η(%)=(1-Ct/C0)×100%,其中,C0和Ct分别表示HCHO的起始浓度(ppm)和反应一定时间后出气口HCHO的浓度。
CO2选择性(S)计算公式:S(%)=△CO2/(C0-Ct)×100%,其中,△CO2表示CO2的生成量(ppm),C0和Ct分别表示HCHO的起始浓度和反应一定时间后出气口HCHO的浓度。
其中实施例1的常温催化除醛材料、以及活性炭在动态测试条件下的甲醛去除效率见图3;实施例1的常温催化除醛材料在静态舱测试条件下的二氧化碳生成量见图4。另外,实施例1至21的常温催化除醛材料在60min的除醛效率记录在表1中,120min和180min的二氧化碳选择性记录在表1中。
表1
Figure BDA0002649601950000091
根据上述数据对比可以发现,本申请各实施例得到的常温催化除醛材料的甲醛的去除效率较高,测试时间60min内去除效率基本维持稳定、180min后的二氧化碳选择性>90%。且与对比例1对比可以发现,含铵根离子溶液的加入时机对于二氧化锰的负载量具有关键性影响。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
将高锰酸盐和含铵根离子的水溶液混合后形成弱碱性环境,再将二者形成的第一混合体系浸渍多孔碳,具有还原性的多孔碳和具有氧化性的高锰酸钾发生氧化还原反应形成锰氧化物(主要为二氧化锰),同时多孔碳因氧化还原反应被还原刻蚀形成一些更小的孔隙;在上述氧化还原反应过程中,铵根离子能起到对材料表面缺陷的调控作用从而增加表面活性位点。
由上述方法得到的常温催化除醛材料包括多孔碳载体和负载在多孔碳载体上的锰氧化物活性成分,通过调整高锰酸盐和多孔碳的比例调整锰氧化物活性成分的负载量(比如控制在10~15wt%)。锰氧化物作为催化甲醛转换为二氧化碳和水的高效催化剂,应用在本申请的常温催化除醛材料中,提高了常温催化除醛的效率,且不会受到采用胺/铵除甲醛所依赖的化学反应限制,因此提高了常温催化除醛材料的使用寿命;而且本申请的除醛材料具有更多的活性吸附位点,提高了活性炭对甲醛的吸附活性,进而为催化除甲醛提供良好的吸附基础。由此可见,本申请采用多孔碳作为载体与锰氧化物结合,避免了使用贵金属催化剂导致的高成本问题,从而可以满足市场推广要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种常温催化除醛材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
步骤S1,将高锰酸盐水溶液与含铵根离子的水溶液混合,得到第一混合体系,所述含铵根离子的水溶液为氨水或铵盐水溶液;
步骤S2,将多孔碳浸渍在所述第一混合体系中,预定时间后进行固液分离,得到固体产物;以及
步骤S3,将所述固体产物进行干燥,得到常温催化除醛材料,所述常温催化除醛材料包括多孔碳载体和负载在所述多孔碳载体上的锰氧化物活性成分。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述铵盐的水溶液为碳酸铵水溶液、草酸铵水溶液和柠檬酸铵水溶液中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述高锰酸盐水溶液为高锰酸钾水溶液或高锰酸钠水溶液。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述多孔碳选自活性炭、介孔碳和碳纤维中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述多孔碳的粒径为0.2mm~0.6mm。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述多孔碳的孔径在2nm~4nm。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述多孔碳的孔体积为0.15cm3/g~0.4cm3/g。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述多孔碳的BET比表面积为1000m2/g~1600m2/g。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述高锰酸盐水溶液中高锰酸盐的浓度为0.35mol/L~0.45mol/L,优选为0.4mol/L~0.45mol/L。
10.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述含铵根离子的水溶液的浓度为0.05mol/L~0.3mol/L,优选为0.25mol/L~0.3mol/L。
11.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S1包括在室温下将高锰酸盐水溶液与含铵根离子的水溶液进行第一次搅拌,得到所述第一混合体系,所述第一次搅拌的速度为50rpm~300rpm、时间为1min~5min。
12.根据权利要求1或11所述的制备方法,其特征在于,所述高锰酸盐水溶液与所述含铵根离子的水溶液的体积比为0.8:1~1.6:1,优选为1:1~1.5:1。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述多孔碳的质量与所述第一混合体系的体积之比为1kg:(5~20)L。
14.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S2包括:
将多孔碳浸渍在所述第一混合体系中并进行第二次搅拌;
第二次搅拌持续预定时间后进行固液分离,得到固体产物。
15.根据权利要求14所述的制备方法,其特征在于,所述第二次搅拌的速度为50rpm~300rpm,所述预定时间为30min~100min。
16.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S3采用烘干的方式将所述固体产物进行干燥,得到常温催化除醛材料,优选地,所述烘干的温度为50℃~100℃、时间为1h~24h,优选所述烘干的温度为70~90℃。
17.一种常温催化除醛材料,其特征在于,所述常温催化除醛材料采用权利要求1至16中任一项所述的制备方法制备而成。
18.一种除醛试剂盒,包括透气容器和除醛材料,其特征在于,所述除醛材料为权利要求17所述的常温催化除醛材料。
19.一种空气净化设备,包括滤网,所述滤网上设置除醛材料,其特征在于,所述除醛材料为权利要求17所述的常温催化除醛材料。
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