[发明专利]一种甲醛降解催化剂的制备方法

说明书

本发明公开一种利用氢氧化钾、二氧化锰和活性炭合成甲醛降解催化剂的简便制备方法。包括以下步骤：(一)、将氢氧化钾与二氧化锰称量，混合的粉体倒入IKA研磨机中研磨混料；(二)、将称量出的活性炭加入步骤(一)已混合均匀的粉体中，再将混合的粉体倒入IKA研磨机中研磨混料；(三)、将得到的粉体放入50℃‑150℃烘箱中，干燥3‑10小时后得到一种甲醛降解催化剂材料。该法步骤简单、操作容易，制备的甲醛降解催化剂具有较高的甲醛降解效率，稳定性好。

技术领域

本发明涉及一种利用氢氧化钾,二氧化锰和活性炭合成甲醛降解催化剂的工艺，属于无机材料制备范围。

背景技术

甲醛是挥发性有机化合物VOCs(Volatile Organic Compounds)中最主要的一种，在中国有毒化学品优先控制名单中高居第2位。甲醛已成为最主要的室内空气污染物之一，不仅影响人体的上呼吸道和肺部，引起肝功能、免疫功能、神经系统异常，导致中枢部分功能丧失；而且长时间接触高质量浓度甲醛可以导致多种癌症的发生。2004年6月，国际癌症研究机构将甲醛从二类致癌物上升到一类致癌物。室内甲醛的释放过程长达3～15年，中国于2003年3 月1日实施的《室内空气质量标准》中明确规定，室内空气中甲醛1h内平均质量浓度最高允许为0.1mg/m³，但目前大多情况远高于这一标准。由于甲醛的释放过程是一个缓慢的过程，使得消除空气中的甲醛相对困难。虽然治理甲醛的技术很多，但都或多或少的存在缺点：臭氧负离子技术法反应速率慢，且可能有二次污染物质生成；吸附法吸附速率较慢，部分易脱附等；低温等离子技术法存在设备较贵，耗能较高，且产生二次污染物如一氧化碳和臭氧等问题；光催化氧化法是目前研究的较多的一种，但需要紫外光能量，太阳光中紫外光所占比例又很少。而金属氧化物催化法能在室温无光的条件下进行，反应条件温和，操作简便，消除效果好，具有很好的发展前景。

二氧化锰作为一种金属氧化物，属n型半导体，其组成并不完全符合化学计量，总是少量的缺氧，当吸附氧气或其它氧化性气体时，会有较小程度的吸附以补充氧空位。二氧化锰的结构中含有混合价(Mn³⁺和Mn⁴⁺)的八面体分子筛构型，这种构型使二氧化锰在催化反应中具有很高的活性。二氧化锰表面吸附有水，多数情况下最终解离生成羟基自由基，在催化反应中具有重要作用。二氧化锰是深度氧化的催化剂，其中氧的反应活性很高，而且与醛反应不会生成酸，可氧化生成二氧化碳，同时生成水，但生成的水能继续解离成羟基自由基参与氧化甲醛的反应。但是普通二氧化锰由于其较低的比表面积，较小的孔容，无规则的孔道，在室温下催化氧化甲醛效果相对较低，需要经过改性提高其对甲醛的降解效率。

氢氧化钾作为一种碱性物质，暴露在空气中极易吸水而潮解进而与二氧化碳反应生成碳酸钾。通过氢氧化钾的吸水效应，可以加速水分的吸入进而参与到甲醛的降解中。活性炭是经过加工处理所得的无定形碳，具有很大的比表面积，对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒等都有良好的吸附能力。传统的活性炭方法去除甲醛仅为吸附作用，无法彻底除去，且容易达到吸附饱和。而活性炭与二氧化锰的混合可以使甲醛富集在二氧化锰表面，增加甲醛的反应浓度，进一步加入氢氧化钾使得水分富集在二氧化锰表面，反应物的浓度增加，对比商业化二氧化锰，对甲醛的降解效率有显著提高。本发明提供了一种利用氢氧化钾、二氧化锰和活性炭合成甲醛降解催化剂的简便制备方法。

发明内容

本发明要解决目前商业二氧化锰由于其较低的比表面积，较小的孔容，无规则的孔道，在室温下催化氧化甲醛效果相对较低的缺点；而传统活性炭吸附速率较慢，部分易脱附，会导致吸附饱和以及二次污染等问题。

本发明提供了一种利用氢氧化钾、二氧化锰和活性炭合成甲醛降解催化剂的简便制备方法，具体技术方案如下：

一种甲醛降解催化剂的制备方法，该甲醛降解催化剂的制备方法包括以下步骤：

(一)、将氢氧化钾与二氧化锰按质量比1/1-1/10的比例称量，再将称量出的固态氢氧化钾加入二氧化锰粉体中，混合的粉体倒入IKA研磨机中研磨混料1-5次，研磨混料时间为 5-30秒；