[发明专利]一种含有氧化锰亚微米粒子的非织造布、制备方法及其用途

说明书

本发明提供了一种含有氧化锰亚微米粒子的非织造布，包括改性的聚丙烯非织造布，在改性的非织造布上负载有铈掺杂的锰钾矿型氧化锰亚微米粒子。本发明所述的一种含有氧化锰亚微米粒子的非织造布、制备方法及其用途，通过将非织造布进行改性，负载等工艺过程，制备出负载含有氧化锰亚微米粒子的能够催化降解臭氧的催化剂，环保高效。

技术领域

本发明属于化学催化分解领域，尤其是涉及一种负载铈掺杂锰钾矿型氧化锰亚微米粒子的非织造布、制备方法及其用途。

背景技术

近些年，随着臭氧前驱体NOx和VOCs排放量的增加，臭氧污染也随之引起了人们的关注。臭氧是一种具有强氧化性的气体污染物，长期处在浓度超标的臭氧环境中，会引发人的心肺系统和呼吸系统等方面的疾病，如血压变化、哮喘、气管炎和慢性阻塞性肺病。活性炭口罩虽然可以吸附臭氧，但吸附量较低，目前市面尚未出现可以有效去除臭氧的防护用具，这也成为了科研工作者亟待解决的问题。

研究者发现催化降解法可以有效地去分解臭氧，其中氧化锰就是一种最有效和低廉的催化剂，然而，制备一种防护材料的核心问题是如何将无机催化剂负载到有机基材上。一种通过原位合成的方法突破了此难关，将氧化锰负载到聚酯无纺布上，由于未经处理的聚酯纤维亲水性差，不利于催化剂晶体在纤维表面增长，为此需要用热碱溶液对纤维进行部分水解，处理之后的纤维暴露出大量的羟基和羧基，不仅可以改善纤维的亲水性，同时高猛酸盐也能和羟基氧化还原反应实现催化剂的原位负载。

而随着人们安全意识的提高，口罩等防护用具的使用量日益增大，作为内芯的聚丙烯非织造布成为了科研工作者的研究热点。聚丙烯非织造布通过纤维不规则搭接形成贯穿的3D孔道结构，不仅可以有效的截留空气中的固体颗粒，而且具有较好的透气性，但不能有效地去除空气中的臭氧。

因此，如何将具有催化降解臭氧的氧化锰与聚丙烯非织造布相结合，应用于保护人们的生命安全的环保防护用具，具有重要的研究意义。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种含有氧化锰亚微米粒子的非织造布、制备方法及其用途，通过将非织造布进行改性，负载等工艺过程，制备出负载含有氧化锰亚微米粒子的能够催化降解臭氧的催化剂，环保高效。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种含有氧化锰亚微米粒子的非织造布，包括改性的聚丙烯非织造布，在改性的非织造布上负载有铈掺杂的锰钾矿型氧化锰亚微米粒子；优选的，其负载量为30-60％。

优选的，所述改性的聚丙烯非织造布，以聚丙烯非织造布为基体，在聚丙烯非织造布表面接枝具有含氧、含氮中的一种或两种官能团的单体；优选的，其接枝率为10-60％。

优选的，所述具有含氧、含氮中的一种或两种官能团的单体包括丙烯酸单体、甲基丙烯酸二甲氨乙酯单体中的一种或两种。

优选的，所述铈掺杂的锰钾矿型氧化锰中Mn/Ce的摩尔比为5-20。

优选的，所述亚微米粒子的粒径为500-900nm。

优选的，一种含有氧化锰亚微米粒子的非织造布的制备方法，包括如下步骤：

(1)采用水热法制备铈掺杂的锰钾矿型氧化锰；

(2)将铈掺杂的锰钾矿型氧化锰研磨制备成亚微米粒子；

(3)利用紫外辐照接枝法制备改性的聚丙烯非织造布；

(4)采用浸渍法将亚微米粒子负载到改性的聚丙烯非织造布表面，得到成品，负载有氧化锰亚微米粒子的非织造布。