[发明专利]吸附催化剂及其制备方法和应用以及一种空气净化装置和空气净化方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸附催化剂，以及一种吸附催化剂的制备方法，和一种吸附催化剂在空气净化中的应用；以及一种空气净化装置和一种空气净化方法及其在具有空气净化功能的家用电器中的应用。

背景技术

封闭空间内部的气态污染物多种多样，但是以甲醛、臭氧、苯系物(苯、甲苯、二甲苯)为主要污染物。围绕着封闭空间内的空气净化处理，目前比较多的是吸附法和催化净化法。如吸附法通过气态污染物在吸附剂上的吸附达到去除气态污染物的目的，然而吸附法是物理方法，气态污染物容易在吸附剂上达到吸附饱和，饱和后的吸附剂不再吸附气态污染物，反而在一定环境下发生脱附，形成二次污染源。如催化净化法，通过气态污染物在催化剂表面的热催化反应，生成水和二氧化碳达到去除污染物的目的，然而在室温条件下，目前只有少数气态污染物能够实现降解(如臭氧)，其他污染物(如甲醛、苯系物等)一般分别在100-300℃条件下才能实现降解。

基于以上单一污染物降解技术的缺点，出现了集吸附和热催化降解两种技术为一体的空气净化技术，如CN101314101A报道了一种吸附与原位热催化氧化再生相结合的净化空气方法，通过检测吸附程度，控制电控加热实现吸附催化净化的循环过程；又如CN1119262A公布了应用于空调器中的一种负载在可电加热载体的催化组件，在发热载体与吸附剂、铂之间以硅酮膜相连，吸附剂与铂分别起吸附与催化作用。达到一定的吸附程度后，启动加热实现热催化净化。

但是上述技术由于热膨胀系数的差异，频繁的加热降温会导致吸附催化组分与电加热载体的剥离，即吸附催化组分与电加热载体的结合强度低。另一方面比表面积低的吸附层较小的吸附容量限制催化剂的实际应用，同时传统的亲水结构对催化剂的催化活性具有负面作用。

发明内容

本发明的目的在于针对已有吸附净化存在的不足，提供一种具有疏水性表面、高吸附容量及与高载体结合强度的吸附催化剂及制备方法。

为实现前述目的，根据本发明的第一方面，本发明提供一种吸附催化剂，该催化剂包括：规整结构载体和分布在规整结构载体内表面和/或外表面的涂层；以所述涂层的总重量为基准，所述涂层含有50-95重量％的疏水性二氧化硅和5-50重量％的能够将气态污染物氧化的催化活性组分。

根据本发明的第二方面，本发明提供了一种制备本发明所述催化剂的方法，其中，该方法包括：

(1)准备一种涂料，所述涂料含有二氧化硅源和能够将气态污染物氧化的催化活性组分源；

(2)将所述涂料涂覆或浸渍规整结构载体，干燥后进行煅烧；

其中，所述煅烧的温度使得二氧化硅源转化为疏水性二氧化硅，且高于涂料中的有机物烧蚀温度。

根据本发明的第三方面，本发明提供了本发明所述的催化剂在净化含气态污染物的空气中的应用。

根据本发明的第四方面，本发明提供了一种空气净化装置，所述空气净化装置包括净化单元，所述净化单元含有本发明所述的吸附催化剂。

根据本发明的第五方面，本发明提供了一种空气净化方法，该方法包括：

(1)除去待净化空气中的颗粒物；

(2)在加热条件下，将去除颗粒物的空气与吸附催化剂接触；

(3)可选的，将与吸附催化剂接触后的空气进行加湿；其中，所述吸附催化剂为本发明所述的吸附催化剂。

根据本发明的第六方面，本发明提供了本发明的空气净化方法在具有空气净化功能的家用电器中的应用。

本发明的催化剂强化了气态污染物，尤其是非极性气态污染物在催化剂的多孔孔道里吸附、扩散过程，具有很好的催化净化效果。

本发明的催化剂尤其适用于在高水汽及高湿度工况下的催化净化反应。

本发明的制备吸附催化剂的方法，工艺简单、成本低，具备工业化生产的潜力。

本发明的空气净化装置，净化单元使用本发明的吸附催化剂，使得本发明的空气净化装置无需额外增设除湿单元，有效的减少了净化步骤，应用前景广阔。

本发明的空气净化方法可以应用于空气净化器或者具有空气净化功能的空调器、除湿器等家用电器中，具备广阔应用前景。

本发明的空气净化方法，无需进行除湿，可以直接除去颗粒物后送入净化单元进行净化处理，使得本发明的空气净化方法工序简化，有效降低了净化成本且提高了工业应用前景。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：