[发明专利]一种用于甲醛降解催化剂的制备方法

说明书

本发明公开一种利用利用废旧碳性电池回收用于甲醛降解催化剂的制备方法。包括以下步骤：(一)、在氩气气氛的手套箱中拆除废旧碳性电池，将得到的正极材料收集，研磨粉碎；(二)、将粉体称重后加去离子水搅拌清洗，接着过滤至滤液pH为7‑8，收集清洗过滤后的黑色粉体；(三)、粉体放入60‑150℃烘箱中，干燥12‑24小时，将收集的固体与硫酸溶液混合，在60‑120℃油浴的条件下加热搅拌5‑15小时,搅拌转速为200‑300转/分钟，然后过滤得到固体，用去离子水洗涤至中性，最后放入60℃的烘箱内干燥12小时，所得样品可直接用于甲醛降解催化剂。该法步骤简单、操作容易，制备的甲醛降解催化剂具有较高的甲醛降解效率，稳定性好。

技术领域

本发明涉及一种利用回收废旧碳性电池的正极材料制备甲醛降解催化剂的工艺，属于无机材料制备范围。

背景技术

甲醛是挥发性有机化合物VOCs(Volatile Organic Compounds)中最主要的一种，在中国有毒化学品优先控制名单中高居第2位。甲醛已成为最主要的室内空气污染物之一，不仅影响人体的上呼吸道和肺部；引起肝功能、免疫功能、神经系统异常；导致中枢部分功能丧失；且长时间接触高质量浓度甲醛可以导致多种癌症的发生。2004年6月，国际癌症研究机构将甲醛从二类致癌物上升到一类致癌物。室内甲醛的释放过程长达3～15年，中国于2003年3月1日实施的《室内空气质量标准》中明确规定，室内空气中甲醛1h内平均质量浓度最高允许为0.1mg/m³，但目前大多情况远高于这一标准。由于甲醛的释放过程是一个缓慢的过程，使得消除空气中的甲醛相对困难。虽然治理甲醛的技术很多，但都或多或少的存在缺点：臭氧负离子技术法反应速率慢，且可能有二次污染物质生成；吸附法吸附速率较慢，部分易脱附等；低温等离子技术法存在设备较贵，耗能较高，且产生二次污染物如一氧化碳和臭氧等问题；光催化氧化法是目前研究的较多的一种，但需要紫外光能量，太阳光中紫外光所占比例又很少。而金属氧化物催化法在室温无光的条件下进行，反应条件温和，操作简便，吸附效果好，具有很好的发展前景。

二氧化锰作为一种金属氧化物，属n型半导体，其组成并不完全符合化学计量，总是少量的缺氧，当吸附氧气或其它氧化性气体时，会有较小程度的吸附以补充氧空位。二氧化锰的结构中含有混合价(Mn³⁺和Mn⁴⁺)的八面体分子筛构型，这种构型使二氧化锰在催化反应中具有很高的活性。二氧化锰表面吸附有水，多数情况下最终解离生成羟基自由基。在吸附和催化反应中具有重要作用。二氧化锰表面的氧气以O^2-形式存在，这些氧越容易从氧化物表面脱离，活性就越高。二氧化锰是深度氧化的催化剂，其中氧的反应活性很高，而且与醛反应不会生成酸，在脱除甲醛的过程中，二氧化锰起了催化氧化的作用。甲醛被氧化生成二氧化碳，也生成了水，但生成的水能继续解离成羟基自由基参与氧化甲醛的反应。

废旧碳性电池正极中的二氧化锰就可以通过回收来作用于甲醛的降解。碳性电池由于其优异的电化学性质被广泛用于电子设备中。在电池的放电期间，正极材料不可避免地经历严重的问题，例如结构应变，材料变化和不可逆的相变，导致不可逆的容量损失，影响电池的循环寿命。每年使用的数亿个碳性电池的直接后果是大量废旧电池的积累。目前的正极回收方法经常需要复杂的回收程序，且存在潜在的二次污染，高成本等弊端。因此对开发简易清洁回收方法的需求十分迫切。而通过回收废旧碳性电极材料来制备甲醛降解催化剂，这对于环境保护以及经济发展都具有重要的意义。本发明提供了一种利用废旧碳性电池回收制备甲醛降解催化剂的简便方法。

发明内容

本发明要解决目前废旧碳性电池的正极回收方法需要复杂的回收程序，且废旧正极材料存在潜在的二次污染等弊端；而市售甲醛降解催化剂成本高，操作复杂，降解效率低等问题，本发明提供了一种利用废旧碳性电池回收用于甲醛降解催化剂的制备方法。

具体技术方案如下：

一种用于甲醛降解催化剂的制备方法，该用于甲醛降解催化剂的制备方法包括以下步骤：