[发明专利]活性炭滤料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种活性炭滤料及其制备方法。该制备方法包括以下步骤：S1，采用微波水热法对包括过渡金属盐、沉淀剂和第一溶剂的原料进行加热处理，得到过渡金属前驱体；S2，将过渡金属前驱体煅烧，得到纳米过渡金属氧化物；S3，将纳米过渡金属氧化物和活性炭在第二溶剂中混合，以使纳米过渡金属氧化物负载到活性炭上。在该方法中采用微波水热法首先制备出形貌均匀的纳米过渡金属氧化物，使得形貌更均匀；并且，通过直接混合搅拌的将自制的过渡金属氧化物负载到活性炭上，避免了通过沉淀方式负载时不均匀沉淀造成活性炭载体孔道堵塞，从而导致的滤料整体甲醛去除活性的降低，使得活性炭滤料具有更好的甲醛催化氧化性能。

技术领域

本发明涉及过滤材料技术领域，具体而言，涉及一种活性炭滤料及其制备方法。

背景技术

甲醛(HCHO)是室内空气中常见的一种挥发性有机物，严重危害人体健康，因此对室内空气中甲醛污染的去除和治理具有非常重要的研究意义。

目前用于空气净化器滤网的主要成分是活性炭，对于纯活性炭滤料主要靠吸附作用去除甲醛，使用寿命受到吸附饱和量的限制，而且活性炭一旦达到吸附饱和之后可能会产生有毒物质，危害人体健康。

研究显示通过催化氧化技术可以实现将甲醛完全转化为无毒无害的CO₂和H₂O，并且此过程可以在常温条件下无需额外能量输入就能实现，对于延长滤网的使用寿命具有很重要的意义，因此甲醛催化氧化技术受到社会各界的广泛关注。目前，贵金属是较好的常温甲醛催化剂，但由于其价格昂贵限制了广泛应用。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种活性炭滤料及其制备方法，以解决现有技术中活性炭滤料的使用寿命受到吸附饱和量限制的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种活性炭滤料的制备方法，包括以下步骤：S1，采用微波水热法对包括过渡金属盐、沉淀剂和第一溶剂的原料进行加热处理，得到过渡金属前驱体；S2，将过渡金属前驱体煅烧，得到纳米过渡金属氧化物；S3，将纳米过渡金属氧化物和活性炭在第二溶剂中混合，以使纳米过渡金属氧化物负载到活性炭上。

进一步地，在步骤S1中，过渡金属盐独立地选自钴盐、锰盐、铈盐和铁盐中的任一种，优选第一溶剂含有蒸馏水和醇，蒸馏水和醇的体积比为(1～10)：1。

进一步地，微波水热法的温度为150～200℃，加热时间为20～60min。

进一步地，步骤S1包括以下步骤：S11，将过渡金属盐、沉淀剂和第一溶剂混合并搅拌，得到第一混合溶液；S12，采用微波水热法将第一混合溶液加热，以得到含有过渡金属沉淀物的第二混合溶液；S13，将过渡金属沉淀物从第二混合溶液中分离，得到过渡金属前驱体。

进一步地，步骤S13还包括将分离出的过渡金属前驱体干燥的过程，优选干燥温度为80～120℃，干燥时间为1～24h。

进一步地，煅烧温度为300～600℃，煅烧时间为1～4h，优选升温速率为1～10℃/min。

进一步地，在将过渡金属前驱体煅烧的步骤之后，得到棒状过渡金属氧化物，步骤S2还包括：对棒状过渡金属氧化物进行压片处理并研磨，得到颗粒状过渡金属氧化物；将颗粒状过渡金属氧化物进行筛分，得到纳米过渡金属氧化物，优选采用40～60目的筛网进行筛分。

进一步地，在步骤S3中，纳米过渡金属氧化物和活性炭的质量比为1:100～1:10。

进一步地，在步骤S3中，搅拌速率为300～800r/min。

根据本发明的另一方面，提供了一种活性炭滤料，该活性炭滤料的比表面积为300～1300m²/g。

进一步地，该活性炭滤料由上述的制备方法制备而成。