[发明专利]一种真实环境下可有效除甲醛的Cu-OMS-2催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种真实环境下可有效除甲醛的Cu‑OMS‑2催化剂的制备方法，包括以下步骤：（1）按照摩尔比（5‑40）：（1‑3）：（0.5‑1）：（2‑20）取溴代烷基咪唑离子液体、MnSO₄·H₂O、KMnO₄和CuSO₄·5H₂O；（2）先将溴代烷基咪唑离子液体加热融化，依次加入MnSO₄·H₂O、KMnO₄和CuSO₄·5H₂O，升温至180‑240℃反应0.5‑4h；（3）反应结束后将产物分离、洗涤、干燥即可得到具有规整纳米纤维状形貌的Cu‑OMS‑2分子筛。该催化剂室温下含有水汽的真实气体环境中即可将甲醛催化氧化降解，处理效率高，处理量大，没有二次污染，不会存在吸附饱和等问题。

技术领域

本发明属于除甲醛的催化剂技术领域，特别涉及一种真实环境下可有效除甲醛的Cu-OMS-2催化剂及其制备方法。

背景技术

目前常用的去除空气中甲醛污染物的方法包括：吸附法，光催化法，化学催化氧化法和等离子体法等。相对于其他几种方法而言，化学催化氧化法具有非常明显的优势，例如催化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和水；甲醛转化效率高，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。

但是，在真实的室内空气环境中，往往存在一定含量的水汽，一般体积比为2-4%左右，众所周知，水分子非常容易吸附在催化剂表面的活性位上，从而会导致催化剂的“中毒”。因此，在真实有水汽存在下能够有效催化氧化甲醛的催化剂的开发一直是个挑战。K-OMS-2氧化锰八面体分子筛是一种具有优异催化氧化性能的分子筛材料，其骨架中的钾离子可以被其他元素所取代，例如Ag、Fe、V等，生成掺杂的M-OMS-2分子筛。目前的文献公开报道以及专利中有人将K-OMS-2以及Ag-OMS-2应用到甲醛的催化氧化过程中，但都是在无水汽存在的“理想”条件下取得的结果，尚无在真实有水汽存在下能够有效催化氧化甲醛的OMS-2催化剂的报道。

授权公告号为CN102198404B的发明公开了一种载银纳米二氧化锰催化剂及其制备方法，采用水热合成法将Ag掺杂入OMS-2的结构中（Ag负载量1-25%），可以在40-120°C有效的将甲醛氧化为二氧化碳和水。但其是在无水气氛下得到的结果，不具有实际意义。

授权公布号为CN101711990B的发明公开了一种负载金属氧化物的分子筛催化剂及其制备方法，其中已公开了掺杂Cu的OMS-2催化剂，但是其以水为溶液，也未在有水汽环境下进行性能测试，与真实环境中的甲醛降解要求有较大差异，所以不具有实际应用价值。

载入《化工新型材料》（2014，42（9）：135页，作者：韩瑛玉、张华）的《载银氧化锰复合催化剂的制备及其室温下催化氧化甲醛性能》中采用回流研磨法制备了一种Ag-OMS-2催化剂，其在室温下可将80%左右的甲醛降解，但其采用的测试环境为无水的液相甲醛催化模式，与真实环境中的甲醛降解要求有较大差异。

载入《J. Phys. Chem. C》（2007, 111, 18033-18038，作者：贺红等）文章中采用水热合成法合成了系列的OMS-2中孔纳米微球，其在固定床反应器上80°C时能够100%的将甲醛转化为二氧化碳和水，但由于其采用的气氛也是无水的“理想”气体，所以不具有实际应用价值。

载入《Catal Lett》（(2009) 131:500–505，作者：Junhua Li等）文章中同样采用水热合成法制备了系列的OMS-2、Ce-OMS-2和Pt-OMS-2分子筛，其在固定床反应器上的无水气氛中，120°C左右可以100%的将甲醛氧化，但由于是在“理想”气氛中的测试结果，且其使用了价格昂贵的贵金属Pt，因此不具有实际推广前景。

发明内容