[发明专利]一种用于净化空气中甲醛污染物的光热催化炭材料

说明书

本发明公开了一种用于净化空气中甲醛的光热催化炭材料，由具有光热协同催化功能的催化剂和活性炭载体组成。该光热催化炭材料将活性炭的吸附净化性能与催化剂的光热催化净化性能相结合，实现吸附与光热催化协同高效净化甲醛气体污染物。该光热催化炭材料制备工艺简单、成本较低、适合宏量制备和推广应用于室内空气净化相关领域。

技术领域

本发明属于大气污染治理技术领域，具体涉及一种用于净化空气中甲醛污染物的光热催化炭材料的制备及其应用。

背景技术

室内装修、家具、装饰品等所释放的以甲醛为代表的挥发性有机化合物（VOCs）是重要的室内环境污染物，危害人体健康。如何有效净化VOCs既是全社会关心的民生问题，也是环境污染治理领域的重点研究内容。基于活性炭的吸附技术是目前应用最为广泛的室内VOCs净化技术，常用于净化大风量、低浓度的有机废气。然而活性炭对VOCs的吸附量受温度与湿度的影响，且在高温下易脱附造成二次污染。

光热协同催化氧化技术是一种能在相对温和条件下将VOCs催化转化成CO₂、H₂O等无毒气体的新型催化净化技术。例如，溴化银/银/钛酸锶- TiO₂纳米管阵列(TiNT)（ZL201810417799.2）、钛酸铋/铋/钒酸铋（CN110368924A）、铬酸钆/银/磷酸银（CN110237853A）、氧化钨/铋/铬酸钆（CN111659392A）等光热催化材料都被报道有较好的光热协同净化VOCs的性能。然而，光热催化剂催化净化VOCs效率不仅受其本征活性影响，还受污染物气体的传质影响。因此，在净化低浓度的室内甲醛等VOCs时，单一光热催化技术的使用仍难以满足实际工况需求。

发明内容

针对上述室内空气低浓度甲醛净化技术所面临的难题，本发明公开了一种将吸附技术与光热协同催化技术相耦合的技术和用于净化空气中甲醛污染物的光热催化炭材料，通过两种技术的优势互补和协同作用，实现甲醛气体污染物的高效净化。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于净化空气中甲醛污染物的光热催化炭材料，由具有光热协同催化功能的催化剂和活性炭载体组成，其中，催化剂与活性炭的质量比为0.01~0.2。

上述的光热催化炭材料组成中的催化剂为氧化铜/银/二氧化钛、钛酸铋/铋/钒酸铋、铬酸钆/银/磷酸银、氧化钨/银/铬酸钆等具有光热协同催化功能的催化剂。

上述的光热催化炭材料由以下步骤制备而成：

(1) 按比例将催化剂与活性炭粉末混合均匀,加入胶黏剂后搅拌捏合;

(2) 挤条成型、风干后，在惰性气氛中煅烧制得光热催化炭材料。

上述的制备方法中的催化剂的制备方法为已有技术或采用经典的沉积沉淀法制得，所属领域的技术人员可以根据现有技术中所公开的各种制备方法得到上述光热催化剂，示例性方法包括但不限于专利中介绍的方法，例如，钛酸铋/铋/钒酸铋（CN110368924A）、铬酸钆/银/磷酸银（CN110237853A）、氧化钨/铋/铬酸钆（CN111659392A），这些专利引入本发明作为参考。

上述的制备方法中的胶黏剂由聚乙烯醇树脂（PVA）和硅酸钠以质量比1~10，在pH为3~7和温度为60~100 ^oC的水溶液条件下混合调制而成。

上述的制备方法中胶黏剂与活性炭质量比例为0.5~2，煅烧温度为100~400℃，煅烧时间1 ~12 h。

上述的光热催化炭在去除室内空气中甲醛气体污染物中的应用。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果: