[发明专利]一种仿生催化去除甲醛的空气净化器

权利要求书

1.一种仿生催化去除甲醛的空气净化器，包括壳体(13)，其特征在于：壳体(13)上方设至少一个空气进气口，壳体(13)下方侧面设至少一个出气口(9)；壳体内由上而下依次设置高效过滤层(1)、鼓风机(2)、高压导管(3)、安装于高压导管(3)内的空气质量检测器(4)和电催化净化装置，所述高压导管连接单向导气阀门A(5)和单向导气阀门B(6)，单向导气阀门B(6)与电催化净化装置的箱底相连，鼓风机(2)将外界空气经过高压导管(3)导入后，由单向导气阀门B(6)进入电催化净化装置处理后从出气口排出。

2.根据权利要求1所述仿生催化去除甲醛的空气净化器，其特征在于所述电催化净化装置包括阳极平板、阴极平板、电催化液(12)和细密金属网(11)，阴阳两级间距离为1-6cm。

3.根据权利要求2所述仿生催化去除甲醛的空气净化器，其特征在于所述阳极平板为高纯石墨(14)，阴极平板为负载金属酞菁催化剂的活性碳纤维(10)，其外部用细密金属网(11)固定。

4.根据权利要求2所述仿生催化去除甲醛的空气净化器，其特征在于所述电催化净化装置的输入电压为4-20V，输入电流为5mA-2A。

5.根据权利要求2所述仿生催化去除甲醛的空气净化器，其特征在于所述电催化液(12)选用硫酸钠溶液，浓度为3-5％。

6.根据权利要求3所述仿生催化去除甲醛的空气净化器，其特征在于所述负载金属酞菁催化剂的活性碳纤维，是含吡啶基团的改性碳纤维与金属酞菁之间是通过配位键方式结合，使用的金属酞菁特征具有式1结构，其中：M是锰、铁、钴、镍、铜过渡金属离子；R₁、R₂、R₃、R₄分别为-H、-NH₂、-COOH、-NO₂、-NHCOCH₃、-NHSO₃H、-SO₃H中的任意一种，

所述的碳纤维直径在0.2-20μm之间，碳纤维形状是长丝状、短纤维状以及短切纤维状的碳纤维或活性碳纤维；碳纤维是预氧丝、碳化丝、成品丝；所述负载的金属酞菁质量百分数为0.08-8％，负载的吡啶基团的质量分数为0.2-15％。

7.根据权利要求6所述仿生催化去除甲醛的空气净化器，其特征在于所述负载金属酞菁催化剂的活性碳纤维的制备方法是：在反应温度为60-100℃的条件下，将碳纤维分散于溶剂中，将充分溶解在溶剂中的4-氨基吡啶和缩合剂加入其中，搅拌反应2-48小时，反应完成后取出含吡啶基团的改性碳纤维，分别使用反应溶剂、N，N-二甲基甲酰胺、水、乙醇洗涤，80-100℃烘干得改性碳纤维；接着在反应温度为40-80℃的条件下，将改性碳纤维分散于溶剂中，将充分溶解在溶剂中的金属酞菁加入其中，搅拌反应2-48小时，反应完成后取出负载有金属酞菁的碳纤维，分别使用反应溶剂、N，N-二甲基甲酰胺、水、乙醇洗涤，80-100℃烘干得仿生催化碳纤维。

8.根据权利要求3所述仿生催化去除甲醛的空气净化器，其特征在于所述负载金属酞菁催化剂的活性碳纤维的制备方法是：在反应温度为50-100℃的条件下，将活性碳纤维分散于溶剂中，将充分溶解在溶剂中二氨基二苯二硫醚和缩合剂加入其中，搅拌反应2-48小时，反应完成后取出负载有二苯二硫醚的活性碳纤维，分别使用反应溶剂、N，N-二甲基甲酰胺、水、乙醇、丙酮洗涤，60-100℃烘干得含二苯二硫醚基团的改性活性碳纤维；接着在反应温度为20-60℃的条件下，将含二苯二硫醚基团的改性活性碳纤维分散于溶剂中，将充分溶解在溶剂中的三苯基膦加入其中，搅拌反应2-12小时，反应完成后取出，分别使用反应溶剂、N，N-二甲基甲酰胺、水、乙醇、丙酮洗涤，60-100℃烘干得含苯硫酚基团的改性活性碳纤维；然后在反应温度为40-80℃的条件下，将含苯硫酚基团的改性活性碳纤维分散于溶剂中，将充分溶解在溶剂中的金属酞菁和有机碱加入其中，搅拌反应2-48小时，反应完成后取出负载有金属酞菁的活性碳纤维，分别使用反应溶剂、N，N-二甲基甲酰胺、水、乙醇洗涤，20-100℃烘干制得配位键合金属酞菁的催化活性碳纤维。

9.根据权利要求8所述仿生催化去除甲醛的空气净化器，其特征在于所述有机碱是乙醇胺、二乙醇胺或三乙胺。

10.根据权利要求7或8所述仿生催化去除甲醛的空气净化器，其特征在于所述缩合剂是亚硝酸异戊酯；所述溶剂是：N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈、无水乙醇、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺或者四氢呋喃。