[发明专利]一种室温降解室内甲醛的催化材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种室温降解室内甲醛的催化材料及其制备方法，催化材料可以是单纯活性组分MnO₂的活性组分，也可以包括分子筛载体材料。MnO₂活性组分由二价锰盐溶液与碱溶液经过酸碱滴定反应生成。活性组分MnO₂原位负载到分子筛载体材料上。本发明催化材料制备过程简单、操作方便，催化材料价格低廉；制备过程不需要提供特定光源、额外电力热力，节约能源；本发明催化材料可有效用于室温条件下降解室内甲醛，将甲醛转化为无害的二氧化碳和水，在100h内甲醛转化率维持90％以上。

技术领域

本发明涉及一种催化材料，确切的说涉及一种室温降解室内甲醛的催化材料及其制备方法，属于吸附剂技术领域。

背景技术

我国面临严峻的空气污染，室内空气质量持续恶化。人们每天在室内环境中度过时间超过80％，空气摄入量占人体总摄入量的75％以上。甲醛是室内主要污染物之一，是世界卫生组织公认的致癌物之一，长期暴露在甲醛超标的环境中对人体的危害很大。据有关国际组织调查，全世界每年有近300万人直接或间接死于装修污染。近来，国家质量监督检验检疫总局就联合有关部门，颁布《民用建筑工程室内环境污染控制规范》国家标准(gb50325—2001)和《室内装饰装修材料有害物质限量》10项强制性国家标准。2016年1月1日起，新《中华人民共和国大气污染防治法》也得以施行，甲醛污染控制管理工作已成为室内污染控制的重中之重。

目前室内甲醛的去除方法有吸附法、化学吸收法、生物降解法、光催化及催化氧化法。吸附法简单易操作，但是吸附法不能将污染物彻底消除，吸附剂的吸附容量及失活再生都是限制因素；化学吸收法依靠吸附剂表面的化学反应推动吸附的进行，吸收剂饱和速度较快，需定时更换，成本高且存在二次污染的问题。生物降解法是通过植物的吸收或细菌的分解达到去除甲醛的效果，但是植物的呼吸速率缓慢，长期暴露在甲醛环境中易造成组织破坏、产生病变；光催化方法主要依靠光催化剂，且需要特定的激发光源，处理能力低，能量消耗大。

催化氧化法不需要光能，借助金属氧化物的氧化性和表面性质可将甲醛彻底消除，降解效率高、应用范围广、设备简单、能耗低、无二次污染。目前，催化氧化方法在室内甲醛降解方面也有了新的进展和突破。中国发明专利CN105879908A公布了一种甲醛常温氧化催化剂，该催化剂以钛酸四丁酯及硅烷偶联剂改性后的多孔材料为载体，负载核-粒结构的Ag_x-Pd纳米材料，经抽滤分离、干燥、氢气气氛下升温至350℃至少2h后用体积比为1％O₂/N₂混合气吹扫至少2h得到负载型催化剂，该催化剂常温条件下甲醛降解率可达76.4％，但是该催化剂存在活性组分价格昂贵、催化剂及载体材料制备过程复杂、能耗高、成本高、甲醛降解率低、不适用于大规模生产等缺点；中国发明专利CN 105435740 A公布了一种负载二氧化锰的活性炭甲醛吸附剂的制备方法，利用高锰酸钾对活性炭表面的碳刻蚀，实现活性炭再造孔，调节活性炭表面的孔口结构和孔口尺寸，提高甲醛吸附容量，经负载二氧化锰改性后每克产品吸附甲醛量可达195mg/g，但是该方法不能完全消除甲醛、吸附剂改性过程能耗大、吸附剂易饱和、寿命短。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种室温降解室内甲醛的催化材料及其制备方法。本发明的催化材料具有较好的降解甲醛效果，室温条件下即可将甲醛完全氧化为二氧化碳和水，且制备方法简单、成本更低。

为实现本发明目的，采用以下技术方案：一种室温降解室内甲醛的催化材料，其特征是，催化材料的活性组分MnO₂由二价锰盐溶液与碱溶液经过酸碱滴定反应生成。

所述碱溶液中碱性物质的用量，按照化学计量计算，稍高于二价锰盐的用量，即，所述二价锰盐溶液中锰物质的量与所述碱溶液中氢氧根物质的量比例范围为1:2.5-1:4。这样一方面确保二价锰盐能够彻底反应，另一方面，避免碱性物质过多带来的不利因素和除碱步骤。