[发明专利]一种催化活性组分及其制备方法、催化剂及其应用

说明书

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种催化活性组分及其制备方法、催化剂及其应用。本发明提供了一种催化活性组分，包括具有片层结构的二氧化锰和碱金属离子。在本发明中，二氧化锰的片层结构减弱了二氧化锰中的锰氧键的结合力，从而提高了活性氧的活性能力，最终促进了甲醛的低温分解。碱金属离子以化学键的形式与二氧化锰片结合，不仅能更好地维持二氧化锰的片层结构，而且也促进了催化剂的电荷转移，有效地加快了甲醛的吸附和活化过程，从而促进了甲醛的低温分解。本发明提供的催化剂具有较高的成型强度，有利于催化剂在固定设备中进行稳定地催化分解甲醛。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种催化活性组分及其制备方法、催化剂及其应用。

背景技术

随着生产和生活方式的现代化水平越来越高，人们在室内活动的时间也越来越多，人们对室内空气质量的要求也越来越高。现在许多居室的封闭式装修和室内所用的装饰材料造成了室内空气污染，室内装饰的大量材料会释放出有害气体，包括甲醛、苯、氨等挥发性污染气体，其中最主要的污染物是甲醛。甲醛能与细胞中的蛋白质发生凝固变性，会引起人体的呼吸系统、免疫系统、中枢系统、神经系统等发生病变，且具有释放周期长的特点，因此研究甲醛的分解具有重大的意义。

目前，室内甲醛的治理方法有多种，例如通风换气、负离子技术、低温等离子技术、绿色植物吸收和光催化氧化等，但大都存在一些缺点。通风换气的方式需要相当长的时间，治理效果不明显；物理吸附法无选择性、易受环境气氛影响而脱附从而造成二次污染。催化氧化技术主要是利用空气中的氧气，在催化剂的作用下将甲醛分解为二氧化碳和水，不需要外激发光源且产物清洁，是降解空气中的甲醛的长期有效的方法。

中国专利CN105597682A公开了一种常温除甲醛改性活性炭的制备方法，该改性活性炭以颗粒状、柱状、球状或蜂窝状高比表面积椰壳活性炭为载体，以CuCl₂和FeCl₃混合金属盐为改性成分，其对气态甲醛具有快速捕捉、高效吸附、低成本等特点，但存在甲醛转化率较低的问题。中国专利CN102247842A公开了一种室温消除甲醛的高效催化剂，在常温常湿下能高效分解低浓度甲醛的催化剂，该催化剂主要是由质量分数为5％以下的Pt负载于涂有TiO₂-SnO₂复合氧化物的堇青石蜂窝陶瓷载体中复合而成，虽然该催化剂具有较高的甲醛转化率，但是该复合氧化物和蜂窝陶瓷之间的结合度弱，易脱落，长期使用存在催化剂活性不稳定等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种催化活性组分及其制备方法、催化剂及其应用，本发明提供的催化活性组分具有良好的低温催化活性和稳定的结构，能够较好的催化氧化降解甲醛。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种催化活性组分，包括具有片层结构的二氧化锰和碱金属离子。

优选的，所述碱金属离子和二氧化锰的质量比为0.2～5:100。

本发明还提供了上述技术方案所述催化活性组分的制备方法，包括以下步骤：

将高锰酸钾、水溶性二价锰盐、碱金属盐和水混合进行氧化还原反应，得到所述催化活性组分。

优选的，所述氧化还原反应的温度为10～60℃，时间为0.5～4h。

优选的，氧化还原反应后还包括：

将氧化还原反应后体系依次进行老化和固液分离，得到固体；

将所述固体进行焙烧，得到所述催化活性组分。

优选的，所述老化的温度为10～60℃，时间为0.5～6h。

优选的，所述焙烧的温度为120～400℃，保温时间为2～12h。

优选的，所述高锰酸钾、二价锰盐和碱金属盐的摩尔比为10～60:10～80:0.1～20。