[发明专利]常温净化甲醛的催化膜及其制备方法与用途

说明书

本发明提供一种常温净化甲醛的催化膜及其制备方法与用途，常温净化甲醛的催化膜包括：第一膜层，形成于基材的表面，所述第一膜层的组分包括三氧化二铝；以及第二膜层，形成于所述第一膜层上并位于所述第一膜层远离所述基材的一侧，所述第二膜层的组分包括四氧化三锰以及二氧化锰。本发明可以解决现有技术中的催化剂在常温下的活性及长效稳定性不佳的问题。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，尤其涉及一种常温净化甲醛的催化膜及其制备方法与用途。

背景技术

2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中，将甲醛放在一类致癌物列表中。甲醛是公认的变态反应源，也是潜在的强突变致癌物之一。甲醛轻度超标可能会引起慢性中毒，对人体的呼吸系统和神经系统有一定的伤害。当室内空气中的甲醛含量达到0.1mg/m³时，就会让人感到不适；达到0.3mg/m³时，会出现呼吸不适；达到0.5mg/m³时，会引起恶心呕吐症状；如果浓度再高些，可能对人的肺部和神经中枢系统造成损伤。

现在家庭中主流的甲醛净化技术是通过吸附剂进行处理，然而这些方法治标不治本，例如活性炭饱和后不具备吸附能力，或遇到高温后还会将甲醛等污染物释放出来。大多数的甲醛清除剂、光催化剂、金属催化剂、吸附剂对去除甲醛都会有一定的效果。但是2021年来，随着室内空气标准质量的提高，目前强调的是去除甲醛的速率，即多长时间达标入住，是否有预防反弹的措施，并且针对儿童、老人、孕妇以及病人，应达到更为严格的标准，即0.03mg/m³。抛开现有制备工艺实施过程中产生污染并且无法控制杂质等不说，目前所使用的催化剂产品在常温下的持久性低，例如在20℃左右，催化剂产品配方中的活性组份例如MnO₂，由于其过高的催化氧化性能，会不断积累含碳物种，导致不能长期使用。而且根据Trasatti火山图的推论，催化反应的关键是活性和持久性，所以需要催化剂的化学吸附能力处于火山图峰附近，不强也不弱。过强的催化性能会使得催化剂表面积累部分未完全分解的产物，过弱的催化性能则使得催化剂效率不达标。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种常温净化甲醛的催化膜及其制备方法与用途，以解决现有技术中的催化剂在常温下的活性及长效稳定性不佳的问题。

为达上述目的，本发明提供一种常温净化甲醛的催化膜，所述常温净化甲醛的催化膜包括：第一膜层，形成于基材的表面，所述第一膜层的组分包括三氧化二铝；以及第二膜层，形成于所述第一膜层上并位于所述第一膜层远离所述基材的一侧，所述第二膜层的组分包括四氧化三锰以及二氧化锰。

优选地，所述第一膜层的组分还包括第一氧化物，所述第一氧化物为锂氧化物、钠氧化物、钾氧化物、铍氧化物、镁氧化物、钙氧化物、硅氧化物、镧氧化物、铈氧化物中的至少一种。

优选地，所述第一膜层中，所述三氧化二铝与所述第一氧化物的质量比为1：0.05～1：0.15。

优选地，所述第一膜层的厚度大于30nm且小于90nm。

优选地，所述第二膜层中，以所述四氧化三锰与所述二氧化锰的总质量百分比为100％计，所述四氧化三锰的质量百分比大于70％，所述二氧化锰的质量百分比小于30％。

优选地，所述第二膜层还包括第二氧化物，所述第二氧化物为锂氧化物、钠氧化物、钾氧化物、铍氧化物、镁氧化物、钙氧化物、硅氧化物、镧氧化物、铈氧化物中的至少一种。

优选地，所述第二膜层中，以所述四氧化三锰与所述二氧化锰的总质量百分比为100％计，所述四氧化三锰的质量百分比大于70％，所述二氧化锰的质量百分比小于30％，且所述四氧化三锰以及所述二氧化锰的总质量与所述第二氧化物的质量的比例为：1：0.05～1：0.3。

优选地，所述第二膜层的厚度大于2nm且小于20nm。