[发明专利]一种锰氧化物负载型常温催化剂的制备方法及应用

说明书

一种锰氧化物负载型常温催化剂的制备方法及应用，将载体加入水中清洗，然后过滤并干燥；向高锰酸盐的水溶液中加入添加剂，搅拌均匀得混合溶液，将清洗后的载体投入混合溶液中，然后置于室温下搅拌反应，过滤并干燥，制得锰氧化物负载型常温催化剂；该负载型常温催化剂用于催化氧化去除空气中甲醛污染物。本发明制备的锰氧化物负载型常温催化剂能在室温下实现高效、彻底去除甲醛，无副产物等二次污染物产生，达到对污染空气的深度净化。此外，本发明具有制备工艺和设备简单、操作方便、反应条件温和、成本低等优点，易于工业化生产及推广应用。

技术领域

本发明属于常温催化剂领域，涉及一种锰氧化物负载型常温催化剂的制备方法及应用。

背景技术

现在的人们大部分时间都在室内度过，室内空气质量与人体健康息息相关。甲醛是室内危害最大的气体污染物，主要来源于建筑材料、家具、人造板材、各种黏合剂和涂料等。甲醛的释放周期通常可达3～15年之久。然而，长期暴露于甲醛超标(GB/T 1883：室内空气质量标准)的室内环境中，可导致头疼、眼睛/皮肤刺激、肺炎、鼻肿瘤，甚至鼻咽癌。在2004年，甲醛已被世界卫生组织国际癌症研究机构(IARC)正式确定为一级致癌物。

传统的甲醛去除方法包括物理吸附、化学吸收、催化燃烧、光催化等，但这些方法存在吸附容量有限、再生困难、能耗高、产生副产物等缺点。常温催化氧化是一种新型高效的催化氧化技术，在室温条件下就能将甲醛彻底转化为无害的CO₂和H₂O。负载贵金属催化剂因成本高极大地限制了其应用，而过渡金属氧化物催化剂成本较低易于推广，其中锰氧化物因对甲醛催化活性高而备受关注。相比锰氧化物粉体催化剂，负载型催化剂能克服操作困难、粉尘二次污染等问题，在实际应用中展现出良好的前景。然而，现有负载技术依然存在工艺复杂、需要高温后处理、负载不牢固等问题。

因此，开发制备工艺简单、经济节能、性能优异、易于产业化的负载型催化剂对常温催化去除甲醛在空气净化方面的应用具有重大意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种锰氧化物负载型常温催化剂的制备方法及应用，通过一步反应法在温和条件下成功制备了锰氧化物负载型常温催化剂，应用于室温下催化氧化去除空气中甲醛污染物。该负载型常温催化剂无掉粉，解决了粉体催化剂应用困难的问题，且制备工艺简单、成本低，易于工业化生产及推广应用。本发明制备的锰氧化物负载型常温催化剂在室温下彻底去除甲醛，无副产物等二次污染，能实现对污染空气的深度净化。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种锰氧化物负载型常温催化剂的制备方法，向高锰酸盐的水溶液中加入添加剂，搅拌均匀得混合溶液，将清洗后的载体投入混合溶液中，然后置于室温下搅拌反应0.5～12h，过滤并干燥，制得锰氧化物(MnO_x)负载型常温催化剂；其中，载体为陶瓷、沸石、硅胶、纤维、活性炭、分子筛中的一种或几种。

本发明进一步的改进在于，高锰酸盐为高锰酸钠、高锰酸铵、高锰酸钾、高锰酸钙、高锰酸镁、高锰酸锌中的一种或几种。

本发明进一步的改进在于，混合溶液中高锰酸盐的浓度为0.01～1.80mol/L。

本发明进一步的改进在于，添加剂为抗坏血酸、草酸、柠檬酸、乙二醇中的一种或几种。

本发明进一步的改进在于，混合溶液中添加剂的浓度为0.01～1.20mol/L。

本发明进一步的改进在于，高锰酸盐与载体的比为1mmol：(0.01～5)g。

本发明进一步的改进在于，干燥通过自然风干或烘箱烘干，其中烘箱烘干温度为30～120℃。

本发明进一步的改进在于，载体的尺寸不小于60目。

一种锰氧化物负载型常温催化剂在去除空气中甲醛的应用。