CN112619640A - 一种活性锰甲醛降解材料及其制备和应用 - Google Patents
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Abstract
一种活性锰甲醛降解材料及其制备和应用，为橄榄球形氧化锰纳米结构,长轴方向尺寸为1‑5μm,短轴方向尺寸为0.1‑2μm,橄榄球形氧化锰整体由纳米粒子组装而成，纳米粒子尺寸为1‑100nm。纳米级粒子具有高比表面积，能够与吸附更多的被降解气体分子，提高提高降解效率，微米级橄榄球形结构能够保证材料降解循环过程中的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及催化降解技术领域，特别涉及一种活性锰甲醛降解材料及其制备和应用。
背景技术
甲醛是室内空气中的主要污染物，具有刺激性，且有急性和慢性毒性，长期吸入甲醛具有致癌风险。常见的除甲醛手段有物理吸附、低温等离子降解技术、催化燃烧、植物吸收、光催化等。但是，上述方法受限于吸附容量，高能耗，高温，低效率和副产物等缺点，甲醛治理仍然是一个挑战性的难题。本发明主要针对降解室内空气中的低浓度甲醛。
锰氧化物具有将甲醛完全转换为水和二氧化碳的催化活性。但是锰氧化物的低温低浓度甲醛降解活性仍难以令人满意。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种活性锰甲醛降解材料及其制备和应用，纳米级粒子具有高比表面积，能够与吸附更多的被降解气体分子，提高提高降解效率，微米级橄榄球形结构能够保证材料降解循环过程中的稳定性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种活性锰甲醛降解材料，为橄榄球形氧化锰纳米结构,长轴方向尺寸为1-5μm,短轴方向尺寸为0.1-2μm,橄榄球形氧化锰整体由纳米粒子组装而成，纳米粒子尺寸为1-100nm。
一种活性锰甲醛降解材料的制备方法，包括以下步骤；
a.将一定量的高锰酸盐、淀粉溶解在去离子水中，并搅拌均匀，得到前驱体溶液；
b.将前驱体溶液转入反应釜中，在120-180℃温度下反应0.5-24h后得到沉淀；
c.将b步骤中得到的沉淀离心清洗并烘干后得到中间产物；
d.将c步骤得到的中间产物在400-800℃温度下焙烧0.1-10h，即可得到活性锰甲醛降解材料。
所述淀粉溶液浓度为1-10g/L。
所述高锰酸盐浓度为0.1-1g/L。
所述高锰酸盐和淀粉质量比为1～5:10。
所述高锰酸盐为高锰酸钾、高锰酸钠、高锰酸铵等中的任何一种。
所述活性锰甲醛降解材料应用于催化剂，所述催化剂包括活性锰甲醛降解材料、载体和粘合剂，活性锰甲醛降解材料占催化剂总重量40-50％、粘合剂占催化剂总重量0-10％、载体占催化剂总重量：40-50％。
所述载体为二氧化硅、氧化铝、活性碳、沸石和分子筛任一一种或者两种。
所述粘合剂为聚乙烯醇、纤维素聚氨酯、环氧树脂和丙烯酸酯任一一种或者两种。
所述催化剂应用为甲醛及各种挥发性污染物降解。
本发明的有益效果：
本发明制备工艺简便，材料颗粒尺寸分布均匀，基本组成单元为纳米粒子，催化降解甲醛具有一定优势。可应用于制备活性锰甲醛降解材料的工作中。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
称量0.2g高锰酸钾、1g淀粉溶解在200ml去离子水中，并搅拌均匀，得到前驱体溶液。
将前驱体溶液转入反应釜中，在160℃下反应12h后得到沉淀。
将沉淀离心清洗烘干后得到本发明中间产物。
将中间产物在600℃下焙烧1h后，可得到活性锰甲醛降解材料。
将锰氧化物活性材料、活性炭、聚乙烯醇混合后加入水制成浆料，浆料在磨具中挤压成颗粒尺寸为3mm的小球，将小球老化烘干后即可得到本发明锰氧化物甲醛降解催化剂。
实施例2
称量0.2g高锰酸钾、1g淀粉溶解在200ml去离子水中，并搅拌均匀，得到前驱体溶液。
将前驱体溶液转入反应釜中，在160℃下反应6h后得到沉淀。
将沉淀离心清洗烘干后得到本发明中间产物。
将中间产物在600℃下焙烧1h后，可得到活性锰甲醛降解材料。
将锰氧化物活性材料、活性炭、聚乙烯醇混合后加入水制成浆料，浆料在磨具中挤压成颗粒尺寸为3mm的小球，将小球老化烘干后即可得到本发明锰氧化物甲醛降解催化剂。
实施例3
称量0.2g高锰酸钾、1g淀粉溶解在200ml去离子水中，并搅拌均匀，得到前驱体溶液。
将前驱体溶液转入反应釜中，在160℃下反应12h后得到沉淀。
将沉淀离心清洗烘干后得到本发明中间产物。
将中间产物在500℃下焙烧3h后，可得到活性锰甲醛降解材料。
将锰氧化物活性材料、活性炭、聚乙烯醇混合后加入水制成浆料，浆料在磨具中挤压成颗粒尺寸为3mm的小球，将小球老化烘干后即可得到本发明锰氧化物甲醛降解催化剂。
实施例4
称量0.2g高锰酸钾、1g淀粉溶解在200ml去离子水中，并搅拌均匀，得到前驱体溶液。
将前驱体溶液转入反应釜中，在160℃下反应12h后得到沉淀。
将沉淀离心清洗烘干后得到本发明中间产物。
将中间产物在400℃下焙烧5h后，可得到活性锰甲醛降解材料。
将锰氧化物活性材料、活性炭、聚乙烯醇混合后加入水制成浆料，浆料在磨具中挤压成颗粒尺寸为3mm的小球，将小球老化烘干后即可得到本发明锰氧化物甲醛降解催化剂。
实施例5
称量0.2g高锰酸钾、1g淀粉溶解在200ml去离子水中，并搅拌均匀，得到前驱体溶液。
将前驱体溶液转入反应釜中，在120℃下反应0.5h后得到沉淀。
将沉淀离心清洗烘干后得到本发明中间产物。
将中间产物在400℃下焙烧0.1h后，可得到活性锰甲醛降解材料。
将锰氧化物活性材料、活性炭、聚乙烯醇混合后加入水制成浆料，浆料在磨具中挤压成颗粒尺寸为3mm的小球，将小球老化烘干后即可得到本发明锰氧化物甲醛降解催化剂。
实施例6
称量0.2g高锰酸钾、1g淀粉溶解在200ml去离子水中，并搅拌均匀，得到前驱体溶液。
将前驱体溶液转入反应釜中，在180℃下反应24h后得到沉淀。
将沉淀离心清洗烘干后得到本发明中间产物。
将中间产物在800℃下焙烧10h后，可得到活性锰甲醛降解材料。
将锰氧化物活性材料、活性炭、聚乙烯醇混合后加入水制成浆料，浆料在磨具中挤压成颗粒尺寸为3mm的小球，将小球老化烘干后即可得到本发明锰氧化物甲醛降解催化剂。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明保护范围内。
Claims (10)
1.一种活性锰甲醛降解材料，其特征在于，为橄榄球形氧化锰纳米结构,长轴方向尺寸为1-5μm,短轴方向尺寸为0.1-2μm,橄榄球形氧化锰整体由纳米粒子组装而成，纳米粒子尺寸为1-100nm。
2.一种活性锰甲醛降解材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤；
a.将一定量的高锰酸盐、淀粉溶解在去离子水中，并搅拌均匀，得到前驱体溶液；
b.将前驱体溶液转入反应釜中，在120-180℃温度下反应0.5-24h后得到沉淀；
c.将b步骤中得到的沉淀离心清洗并烘干后得到中间产物；
d.将c步骤得到的中间产物在400-800℃温度下焙烧0.1-10h，即可得到活性锰甲醛降解材料。
3.根据权利要求1所述的一种活性锰甲醛降解材料的制备方法，其特征在于，所述淀粉溶液浓度为1-10g/L。
4.根据权利要求1所述的一种活性锰甲醛降解材料的制备方法，其特征在于，所述高锰酸盐浓度为0.1-1g/L。
5.根据权利要求1所述的一种活性锰甲醛降解材料的制备方法，其特征在于，所述高锰酸盐和淀粉质量比为1～5:10。
6.根据权利要求1所述的一种活性锰甲醛降解材料的制备方法，其特征在于，所述高锰酸盐为高锰酸钾、高锰酸钠、高锰酸铵等中的任何一种。
7.基于权利要求1-6所述的任一项活性锰甲醛降解材料，其特征在于，所述材料应用于催化剂，所述催化剂包括活性锰甲醛降解材料、载体和粘合剂，活性锰甲醛降解材料占催化剂总重量40-50％、粘合剂占催化剂总重量0-10％、载体占催化剂总重量：40-50％。
8.根据权利要求7所述的催化剂，其特征在于，所述载体为二氧化硅、氧化铝、活性碳、沸石和分子筛任一一种或者两种。
9.根据权利要求7所述的催化剂，其特征在于，所述粘合剂为聚乙烯醇、纤维素聚氨酯、环氧树脂和丙烯酸酯任一一种或者两种。
10.根据权利要求7所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂应用为甲醛及各种挥发性污染物降解。
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