[发明专利]高效冷触媒室温完全去除甲醛技术

说明书

技术领域

本发明为一种高效抗湿室温去除甲醛的触媒技术，涉及环保、空气污染物治理和环境保护等领域。其特征在于采用蜂窝陶瓷为载体，以先负载孔道掺杂金二氧化锰(MnO₂)为基体，以后负载铂(Pt)为活性组分。本发明技术的触媒剂在常温常湿的真实环境中可以高效稳定地去除空气中的甲醛。 

本发明还涉及上述的纳米材料制备方法。 

本发明还涉及上述纳米材料应用于制备各种环保和空气污染物治理。 

背景技术

随着我国经济的高速发展和人民生活水平的稳步提高，由房地产业和建筑业带动的装修行业得到了空前的发展。但是，由装修或装饰材料而造成的室内空气甲醛污染问题非常严重，已经引起全球极大的关注。世界卫生组织国际癌症研究机构(IARC)组织指出：甲醛会导致人类致癌。研究表明甲醛是一种毒性较高的物质，短期接触甲醛会刺激眼睛、鼻腔和呼吸道而引起过敏反应；长期接触低剂量甲醛可以增加鼻咽癌、白血病和死亡的可能性。因此，中国在2002年颁布的《室内空气质量标准》(GB/T18883-2002)中规定室内空气中甲醛的卫生标准(最高允许浓度)分别为0.10mg/m³。因此，去除室内空气中的甲醛迫在眉睫。 

吸附法、等离子体技术、化学反应法、光触媒氧化法和热触媒氧化法是甲醛的净化方法。其中吸附法、化学反应法和光触媒法是常用的去除室内空气中甲醛污染物的方法。吸附法中常用吸附剂是高比表面的多孔材料如活性炭、分子筛等。因为甲醛的沸点较低(-20℃)且分子具有较强的极性，所以在室温下气态甲醛在表面为非极性或者弱极性活性炭等材料上的吸附一般较弱，因此在实际应用中通常需要对这些多孔物质进行改性，以提高其吸附能力。然而，无论物理吸附还是化学吸附都不能得到满意的效果，因为当吸附和脱附达到平衡时(即吸附饱和时)，吸附剂就会失效或需要再生。光触媒氧化甲醛技术中常用的触媒剂是TiO₂，然而在真实条件较低的甲醛去除效率限制了光触媒广泛的应用。还有，通过对光触媒剂的改性使其电子的迁移发生在可见光区等问题仍然是光触媒降解甲醛乃至整个光触媒领域中亟待解决的问题。 

化学反应法通过化学试剂与甲醛反应，来达到去除空气中甲醛的目的，其主要缺点在于化学试剂不安全、成本高、只能一次使用，且产生的废物会造成二次污染等。常见化学反应法：甲醛通过高锰酸钾负载载在氧化铝或活性碳做成的过滤器后生成水和二氧化碳。但是，一旦高锰酸钾完全消耗，过滤器将会失效。往空气中喷洒化学试剂或将污染空气通入化学试剂溶液，由化学试剂(如有机胺等)与甲醛络合生成其它的化学物质。除了成本高外，更甚是其所生成的物质本身具有一定毒性，通常以气溶胶颗粒的形式悬浮在空气中，可以直接进入人体呼吸道和肺部，对人体危害更大。 

触媒氧化法降解空气中的甲醛是一种长效的方法。美国专利US 5585083发明了一种Pt/SnO₂触媒剂去除空气中甲醛的方法，触媒剂在没有额外的能量输入和-5～25℃条件下，用空气中的氧为氧化剂将健全完全降解成二氧化碳和水。但是，触媒剂中高的Pt含量(12％)导致触媒剂的价格昂贵，因此这种触媒剂只能应用一些军工或者宇航等特殊场合。中国专利CN1698932A用负载金的稀土氧化物或者吸附复合氧化物触媒剂，在80-100℃温度下能获得较好的效果，但是，高湿度和热能的输入是该触媒剂广泛应用的最大障碍。 

本发明的目的是提供一种在室温、高湿度和大风量的条件下高效去除甲醛的直道孔式蜂窝陶瓷触媒材料，即将空气中的甲醛完全氧化成H₂O和CO₂，适用于封闭、半封闭空间的甲醛污染物的去除。触媒氧化去除室内空气中的甲醛引起了世界的重视，因为触媒剂不需要额外的光或电能就可以将空气中的甲醛转化为无害的二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)，其优势是：处理甲醛效率高，没有二次污染以及不存在吸附饱和等问题，特别是处理低浓度的甲醛非常有效。 

发明内容

本发明的目的1：提供一种高效抗湿室温去除甲醛的触媒技术。 

本发明的目的2：提供一种高效抗湿室温去除甲醛的触媒技术的制备方法。 

本发明的目的3：涉及上述技术应用于制备各种环保和空气污染物治理产品。 

本发明的目的是通过以下技术方案来实现： 

本发明提供的高效室温去除甲醛，采用以下方法合成： 

1.骨架掺杂hollandite型MnO₂的两种制备方法