[发明专利]一种甲醛消除剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种大气污染治理方法，具体地说是一种消除空气中甲醛的制剂。本发明也涉及一种消除空气中甲醛的制剂的制备方法。

背景技术

甲醛是室内大气中常见的一种污染物，它具有较高的毒性。短期接触低浓度的甲醛就会刺激眼睛及呼吸道而引起过敏反应，长期接触微量的甲醛会增加患癌的可能性。甲醛已经被世界卫生组织确定为致畸形和致癌物质。我国2003年开始实施的《室内空气质量标准》(GB/T18883-2002)规定室内空气中甲醛的最高允许浓度为0.10mg每立方米(1小时均值)。

现有消除甲醛的技术有吸附法、化学吸收法、催化转化法、催化燃烧法(高低温)、光催化法、等离子体催化法等。吸附法是一种最常用的消除甲醛的方法，该方法使用大比表面积的强吸附性材料吸附甲醛，常用多孔碳材料、活性炭、层状粘土、分子筛、活性氧化铝、硅胶等，此种方法简单，但是吸附剂的吸附容量有限，需要定期更换。化学吸收法是将甲醛与某些活性物质相作用生成不挥发物质，从而将甲醛从净化对象中移除，例如甲醛与硫酸羟胺水溶液作用生成不挥发的硫酸及肟，甲醛与咪唑烷作用生成不挥发性物质(CN101011623)，此类方法需要定期更换活性物质，同时会产生新的潜在的污染物。催化转化法是指在催化剂作用下甲醛发生自聚反应，从待净化体系中分离出来，通常使用的催化剂是碱性催化剂，甲醛通过Formose自聚反应生成多聚糖(CN101830604)。催化燃烧法是指在有催化剂条件下甲醛被氧分子氧化生成水与二氧化碳，通常的过渡金属氧化物都可以催化甲醛氧化，但是甲醛的完全氧化温度与催化剂密切相关。近几年报道的Mn-Ce-O纳米复合氧化物(CN101028595，Applied Catalysis B：Environmental 2006，62，265-273)在100℃就可以将甲醛完全氧化。贺泓研究组的专利(公开号CN101380574)表明Pt/TiO₂催化剂在室温条件下就可以高效的将甲醛完全氧化。光催化法是使用二氧化钛类催化剂将甲醛氧化消除，基本原理是光照激发二氧化钛产生强氧化性的空穴，空穴将甲醛氧化为二氧化碳与水，产物中多余的氧源自光电子激活的氧分子。光催化方法是比较理想的反应模式，但是使用时受光照条件的影响，对于处理大量的污染对象时运用较为困难。等离子体催化法可以在常温常压条件下进行，但是过程中可能产生臭氧及氮氧化物，并且等离子体设备昂贵，能耗高，所以不适合常规条件下运用。

消除空气中微量甲醛通常采取的办法是吸附法或催化燃烧法。吸附法的问题在于吸附剂吸附容量的限制，吸附材料需要定期更换。根据目前已报道的催化剂体系，在室温实现甲醛完全氧化的催化剂只有Pt/TiO₂催化剂体系，不含贵金属的催化剂体系通常在100℃以上才可能将甲醛完全氧化。从实际应用的角度看，易中毒及成本问题是含贵金属催化剂所需要克服的问题；对于非贵金属体系，需要提供能量加热催化剂，同时会将净化对象的温度升高，为了降低净化对象的温度，需要额外的能量去制冷，造成能源的浪费。将空气中微量的甲醛在室温条件下用吸附剂富集，然后将吸附的甲醛迅速脱附，通过非贵金属催化剂集中处理脱附的甲醛是一种比较可行的方式。

最近曲振平等人的专利申请(公布号CN101898149)表明氧化物上负载的纳米金属银可以在室温对甲醛有吸附作用，在85℃的时候可以将甲醛完全氧化为二氧化碳与水，但是他们的专利报道没有显示出所制备的材料的吸附性能。最近杨向光研究组的专利(CN101450315)中报道了一种空气净化装置，该装置中配置了活性炭毡吸附材料及催化材料，平常在室温条件下通过活性炭毡将空气中微量的有机物吸附而催化剂处于不被加热状态，当活性炭毡的吸附容量接近饱和的时候加热活性炭毡，脱附下来的高浓度有机污染物通过临时加热的催化剂被完全氧化为二氧化碳与水，该方案通过间歇加热的方式实现节能，但是需要配置导流装置及两套鼓风装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备容易、使用方便，对甲醛具有吸附-催化氧化双功能的甲醛消除剂。本发明的目的在于提供一种甲醛消除剂的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的甲醛消除剂由载体和活性组分构成，所述载体为BET比表面积大于300平方米每克、平均孔径大于10纳米的大孔硅胶，所述活性组分为锰氧化物、碱金属的氧化物或碳酸盐；活性组分以金属计占总重量的百分比范围为1％～20％，锰、碱金属元素的物质的量比值范围为1∶10-10∶1。

本发明的甲醛消除剂还可以包括：