[发明专利]锰氧化物催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种锰氧化物催化剂及其制备方法和应用，锰氧化物催化剂包括活性炭和负载于活性炭上的非晶态锰氧化物，非晶态锰氧化物与活性炭的质量比为(0.1～1)：1。锰氧化物催化剂的制备方法包括如下步骤：将非晶态锰氧化物和活性炭分散在第一溶剂中，搅拌混合均匀后固液分离取固相，将固相进行第一干燥处理，得到锰氧化物催化剂；其中，非晶态锰氧化物与活性炭的质量比为(0.1～1)：1。本发明的锰氧化物催化剂制备方法原料易得、工艺简单，便于产业化大规模生产；该锰氧化物催化剂对于有害气体(如甲醛)的催化活性较高、稳定性较好。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，特别是涉及一种锰氧化物催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着全球环境问题的加剧，全球各国对室内空气污染话题的讨论度居高不下。相关研究也指出，关注室内空气污染，是后疫情时代下构筑全民防疫体系的重要环节。甲醛作为最常见的室内空气污染物，因其具有毒性大、来源广、释放周期长等特点而被认定为致癌和致畸物质。

在现有的多种甲醛去除手段中，催化氧化法可将甲醛完全转化为二氧化碳和水，具有能耗低、无污染等优点，而被公认为是最具应用前景的技术。发展高效安全的甲醛氧化催化剂是推动催化氧化技术应用的关键。

目前，常用的甲醛氧化催化剂材料有两类。一是以Pt、Au、Pd和Ag为代表的具有优异甲醛催化活性的负载型贵金属催化剂，这类催化剂可在低温甚至室温下实现甲醛的完全转化，但贵金属高昂的成本严重制约了其实际应用。因此，研究人员将目光转向了另一类，即以过渡金属氧化物为主的非贵金属催化剂。

近年来，设计提高非贵金属催化剂的催化活性，以获得具有应用价值的材料已成为发展甲醛催化氧化技术的主流趋势。锰氧化物是一种可用于氧化催化甲醛的非贵金属催化剂，其对甲醛具有较好的催化活性。但传统的锰氧化物催化剂的催化活性仍然有待进一步提高。

发明内容

基于此，有必要提供一种催化活性较高的锰氧化物催化剂及其制备方法和应用。

本发明提出的技术方案如下：

根据本发明的第一方面，提供了一种锰氧化物催化剂，包括活性炭和负载于所述活性炭上的非晶态锰氧化物，所述非晶态锰氧化物与所述活性炭的质量比为(0.1～1)：1。

在其中一些实施例中，所述非晶态锰氧化物与所述活性炭的质量比为(0.3～1)：1。

进一步优选，所述非晶态锰氧化物与所述活性炭的质量比为0.3：1。

根据本发明的第二方面，提供了一种锰氧化物催化剂的制备方法，包括如下步骤：

将非晶态锰氧化物、活性炭及第一溶剂混合，制备混合液；

将所述混合液进行后固液分离取固相，将所述固相进行第一干燥处理，得到所述锰氧化物催化剂；

其中，所述非晶态锰氧化物与所述活性炭的质量比为(0.1～1)：1。

在其中一些实施例中，所述非晶态锰氧化物与所述活性炭的质量比为(0.3～1)：1。

进一步优选，所述非晶态锰氧化物与所述活性炭的质量比为0.3：1。

在其中一些实施例中，所述非晶态锰氧化物的制备方法包括如下步骤：

将高锰酸盐和还原剂溶于第二溶剂中进行反应，反应完成后固液分离取固相，将所述固相进行第二干燥处理，得到所述非晶态锰氧化物。

在其中一些实施例中，所述还原剂包括油酸、草酸、草酸铵、柠檬酸、抗坏血酸中的一种或多种。

进一步优选，所述还原剂为草酸。

在其中一些实施例中，高锰酸盐为高锰酸钾和高锰酸钠中的一种或两种。