[发明专利]除甲醛催化剂及其制备方法和应用

说明书

本申请提供一种除甲醛催化剂及其制备方法和应用。该除甲醛催化剂包括催化剂材料，为纳米级颗粒，可用于室温下催化氧化甲醛；多孔载体，所述催化剂材料负载在所述多孔载体的表面上。利用催化剂材料负载在多孔载体上，增强催化剂材料的比表面积，有利于甲醛的催化氧化，另外使甲醛在多孔材料中停留时间久，有利于甲醛完全催化分解。

技术领域

本申请属于催化剂技术领域，具体涉及一种除甲醛催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着室内装修变为人们的生活时尚，室内空气污染问题越来越严重。甲醛是空气污染物之一，具有高毒性且对粘膜有刺激性，被世卫组织认定为致癌和致畸性物质。大部分新装修的房间内甲醛浓度都超过了卫生标准，对人的身体产生了极大的危害，长期吸入可引起鼻腔、口、咽喉部癌、消化系统癌、肺癌、皮肤癌、和白血病。室内家具、油漆涂料、室内装饰都挥发大量甲醛，释放长达数年，危害着人们的健康和生命。近年来人们对室内空气污染愈发重视，因此有效去除甲醛的技术研究是当前改善人们室内空气环境的主要任务之一。

目前减少室内甲醛含量的方法主要有两种，一是使用环保的装修材料，二是利用空气净化器除去甲醛污染。空气净化器的核心原理是通过滤网净化空气中的颗粒物和有害气体以改善室内空气质量。

目前，用于消除甲醛的主流技术有吸附法、等离子体、负离子、光催化等。吸附法主要采用活性炭、碳纤维等多孔材料对甲醛进行物理吸附，虽然成本低且操作简单，但其吸附易饱和且需要频繁更换滤网，限制了在空气净化器中的应用。等离子体净化技术可在低温下分解甲醛分子，但最大的缺点是难以控制产物中副产物臭氧的释放，易产生二次污染。负离子技术不仅能够有效去除空气中的颗粒污染物、分解甲醛等有害气体，还可以向室内环境提供对人体保健有益的空气负离子。但是负离子空气净化器生成的负离子活性极低，必须借助风机等外力才能远距离迁移，因而除甲醛效率并不高。光催化技术则是以TiO2纳米级催化剂为原材料负载在特定的载体上，在紫外光源下将甲醛分子降解，该方法化学活性高，光催化作用持久，环保无害。然而材料制备复杂，技术难度大，若应用于室内除醛则需安装紫外灯进行照射。目前使用任何一种方法净化甲醛，应用于整机的效果都难以令人满意。

催化氧化法也是目前公认的最为理想的净化甲醛方法，可在室温下将甲醛完全分解为二氧化碳和水，环保无害，净化甲醛的效果理想，用于室内治理甲醛污染的应用前景广阔。催化氧化法所用催化剂一般分为贵金属催化剂和非贵金属催化剂。目前市面上常用的催化剂为贵金属催化剂，除醛性能优异，但在低温条件下，除醛效果不佳。虽然有报道在室温条件下以钛酸四丁酯及硅烷偶联剂改性的多孔结构为载体，以Ag_x-Pt的核-粒结构为活性组分的低温贵金属催化剂，该技术中的改性可以有效提高多孔载体的疏水性，防止水在催化剂上不能脱附导致催化剂失活，Ag核和Pt粒之间存在协同效应，产生较高活性使得反应在较低温度下进行，性能稳定，但贵金属催化剂成本较高，更换滤网则成本更高，限制了其实际使用价值。若能使用非贵金属催化剂则可以极大地降低成本，但其活性、稳定性以及低温下的除醛效果普遍不如贵金属催化剂。如何获得室温下高效、成本低的除甲醛非贵金属催化剂是目前研究的热点和挑战。

发明内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种除甲醛催化剂及其制备方法和应用，能够在室温下高效去除甲醛。

为了解决上述问题，本申请提供一种除甲醛催化剂，包括：

催化剂材料，为纳米级颗粒，可用于室温下催化氧化甲醛；

多孔载体，所述催化剂材料负载在所述多孔载体的表面上。

优选地，所述多孔载体包括ZSM-5分子筛、MCM-41分子筛、二氧化硅中的一种或多种。

优选地，所述多孔载体的孔径小于50nm。

优选地，所述催化剂材料包括氧化锰，所述氧化锰占总质量的35％-55％。