[发明专利]一种碳纤维基银/钴锰层状双氢氧化物复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种碳纤维基银/钴锰层状双氢氧化物复合材料及其制备方法和应用，所述碳纤维基银/钴锰层状双氢氧化物复合材料包括碳纤维基钴锰层状双氢氧化物和银纳米颗粒，所述碳纤维基钴锰层状双氢氧化物包括碳纤维基底和沉积在所述碳纤维基底表面的钴锰层状双氢氧化物纳米片，所述银纳米颗粒生长在所述钴锰层状双氢氧化物纳米片上。在氮气氛围中，通过原位共沉淀法将钴锰层状双氢氧化物纳米片沉积于经过过氧化氢溶液预处理的碳纤维基底上，得到碳纤维基钴锰层状双氢氧化物。通过浸渍‑硼氢化钠还原法在所述碳纤维基钴锰层状双氢氧化物上负载银纳米颗粒。本发明既保证了催化剂高效的室温甲醛催化分解效率，又降低了催化剂的生产成本。

技术领域

本发明涉及甲醛净化技术领域，特别是涉及一种碳纤维基银/钴锰层状双氢氧化物复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

甲醛是一种主要的室内空气污染物，能引起人体不适，对人体健康造成诸多不利影响，并已被确认为致癌物。因此，如何有效地去除空气中的甲醛已成为亟待解决的问题。常用的气相甲醛去除技术主要包括：物理和化学吸附法、非热等离子体分解法、光催化分解法、热催化氧化法以及室温甲醛分解法。在这些技术中，吸附法受到吸附剂性能稳定性、吸附容量、再生能力的限制；非热等离子体分解存在需要专用设备、能耗较大、可能产生二次污染物等问题；光催化分解则受光源限制，处理时间较长，可能产生二次污染物，且不宜用于高浓度甲醛的去除；热催化氧化法受限于热源设备；而室温甲醛催化分解法不仅能克服前述技术的不足之处，而且可以将甲醛完全氧化分解为二氧化碳和水，不会产生二次污染。因此，室温甲醛催化分解法是最具发展前景的甲醛去除技术。

目前国内外研究中研制的用于室温催化甲醛分解的催化剂大多数为粉末催化剂，在实际应用中常常需要对这些催化剂进行加工处理，如压成小球或者粘附到其它基体上，才能满足实际应用的需要。然而，对粉末状的甲醛分解催化剂进行加工不仅会使生产工艺变得繁琐，增加生产成本，更为重要的是，这些加工过程通常会破坏粉末状催化剂原有的形貌结构，使其催化甲醛分解的性能被极大地削弱。本发明克服了传统粉末状室温甲醛分解催化剂不能直接应用，后续加工繁琐困难且加工后甲醛分解催化效果削减的缺点。本发明选用便宜易得的碳纤维滤棉作为银基室温甲醛分解催化剂的载体，进一步研制出能高效催化甲醛分解的柔性块体催化剂，且本发明的制备工艺简单，制备过程易于调控，生产成本低，能够极大地满足实际应用广泛生产的需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种碳纤维基银/钴锰层状双氢氧化物复合材料。

本发明的另一个目的是提供所述碳纤维基银/钴锰层状双氢氧化物复合材料的制备方法。

本发明的另一个目的是提供所述碳纤维基银/钴锰层状双氢氧化物复合材料在去除甲醛中的应用。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种碳纤维基银/钴锰层状双氢氧化物复合材料，包括碳纤维基钴锰层状双氢氧化物和银纳米颗粒，所述碳纤维基钴锰层状双氢氧化物包括碳纤维基底和沉积在所述碳纤维基底表面的钴锰层状双氢氧化物纳米片，所述银纳米颗粒生长在所述钴锰层状双氢氧化物纳米片上。

在上述技术方案中，所述银纳米颗粒的质量占所述复合材料总质量的百分比为0.4-0.6％。

在上述技术方案中，所述碳纤维基底的厚度为0.5-1.0mm，所述钴锰层状双氢氧化物纳米片的厚度为5-10nm，所述银纳米颗粒的粒径为3-4nm。

在上述技术方案中，在氮气氛围中，通过原位共沉淀法将钴锰层状双氢氧化物纳米片沉积于经过过氧化氢溶液预处理的碳纤维基底上，得到碳纤维基钴锰层状双氢氧化物。

在上述技术方案中，通过浸渍-硼氢化钠还原法在所述碳纤维基钴锰层状双氢氧化物上负载银纳米颗粒。

在上述技术方案中，所述碳纤维基钴锰层状双氢氧化物，通过以下方法制备：