[发明专利]一种甲醛去除剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种甲醛去除剂及其制备方法和应用，该甲醛去除剂由活性组分和载体组成，活性组分为钴和锰，载体为氮掺杂多孔碳，各组分的质量百分含量为：钴6.6％～49.7％，锰9.5％～57.5％，碳16.8％～30.1％，氮0.9％～17.7％，氢0.1％～1.0％。其制备方法如下：1)MnCo‑ZIF的制备；2)氮掺杂多孔碳负载钴锰的制备。本发明的甲醛去除剂以氮掺杂多孔碳为载体，负载活性组分钴和锰，可在室温条件下将甲醛完全催化氧化成CO₂和H₂O，效率高、稳定性好、使用寿命长、生产成本低。

技术领域

本发明涉及一种甲醛去除剂及其制备方法和应用，属于空气净化材料技术领域。

背景技术

甲醛是一种无色、具有特殊刺激性气味的气体，是主要的室内空气污染物之一，严重威胁着人们的身心健康。孕妇若长期处于甲醛超标的室内，则可能会导致胎儿畸形，甚至死亡。根据我国室内空气质量标准GB/T18883-2002的规定，在标准环境下甲醛浓度不得超过0.08mg/m³。据调查，我国绝大部分家庭室内空气甲醛浓度超标，特别是新装修的房屋普遍存在甲醛严重超标的问题。现代人约有80％的时间是在室内度过，如果不采取有效的控制措施，居民的身体健康将受到极大的危害，室内甲醛的净化消除变得刻不容缓，引起了人们的高度重视。

目前，室内甲醛净化技术主要有光触媒(TiO₂)光催化除甲醛、活性炭/分子筛吸附除甲醛、催化剂氧化除甲醛等。催化氧化法可以将甲醛完全氧化为CO₂和H₂O，不会产生二次污染，是除甲醛最彻底的方法，具有重要的实际应用价值。CN 1795970A、CN 101497042A、CN101380574A和CN 104174395A都是以金属氧化物或者复合金属氧化物为载体，负载贵金属Pt、Pd、Au、Ag等活性组分，最终制备得到甲醛净化消除催化剂，由于贵金属资源稀缺、价格昂贵，普遍存在成本偏高的问题，难以大面积推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种甲醛去除剂及其制备方法和应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种甲醛去除剂，由活性组分和载体组成，活性组分为钴和锰，载体为氮掺杂多孔碳，各组分的质量百分含量为：钴6.6％～49.7％，锰9.5％～57.5％，碳16.8％～30.1％，氮0.9％～17.7％，氢0.1％～1.0％。

上述甲醛去除剂的制备方法，包括以下步骤：

1)MnCo-ZIF的制备：将钴盐、锰盐和2-甲基咪唑溶于水，充分反应，抽滤，用水洗涤抽滤得到的固体，干燥，得到金属有机骨架结构材料MnCo-ZIF；

2)氮掺杂多孔碳负载钴锰的制备：将MnCo-ZIF置于保护气氛下，热解，得到氮掺杂多孔碳负载钴锰，即甲醛去除剂。

步骤1)中(Co²⁺+Mn²⁺)、2-甲基咪唑、H₂O的摩尔比为1：(40～50)：(900～1100)。

步骤1)所述的反应在室温下进行，反应时间为18～24h。

步骤1)所述的钴盐为硫酸钴、硝酸钴、醋酸钴、氯化钴中的至少一种。

步骤1)所述的锰盐为硫酸锰、硝酸锰、醋酸锰、氯化锰中的至少一种。

步骤2)所述的热解在400～1000℃下进行，热解时间为2～10h。

步骤2)所述的保护气氛为氩气、氦气、氮气中的至少一种。