[实用新型]一种室温下消除甲醛的催化模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于净化空气的环境催化材料，属于空气净化技术领域，具体涉及一种室温下消除空气中甲醛的催化模块。

背景技术

众所周知，甲醛在环境温度下是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，是室内空气污染中毒性最强的污染物，甲醛被世界卫生组织确定为致癌、致突变和致畸形的物质，是公认的变态反应源。甲醛对人的生存和健康带来严峻威胁，当空气中甲醛浓度超过0.1mg/m³时可明显刺激上呼吸道。甲醛对儿童和孕妇的危害更大，中国环境保护协会统计数据显示，90％白血病患儿家中曾进行过豪华装修，每年死于豪华装修的儿童高达210万，70％的孕妇流产和室内甲醛超标有关。我国《空气质量标准》(GB/T18832-2002)规定，室内甲醛的最高允许浓度为0.10mg/m³，室温下约为0.07ppm。室内空气中的甲醛主要其主要源自建筑装饰和装修材料，诸如家具、地板、墙面、门窗等所用到的刨花板、纤维板、胶合板、地板胶、乳胶漆等装饰材料，会在相当长的时间内缓慢、连续不断的释放甲醛，并在室内不断聚集导致甲醛浓度超标。因此，开发高效甲醛净化技术，有效解决室内甲醛污染成为室内空气净化的重要课题。

室内甲醛的消除方法主要有吸附、低温等离子体、光催化、催化氧化及生物法等。吸附法是利用多孔碳、分子筛、硅胶、氧化铝等材料的吸附性能吸附空气中的甲醛，该方法将甲醛富集在吸附剂中，没有达到完全降解的目的，甲醛在吸附剂中逐渐富集达到吸附平衡时吸附剂失效。

催化氧化是甲醛行之有效的消除方法，能够将甲醛氧化为H₂O和CO₂。催化氧化甲醛的催化剂主要有：以Pt、Pd、Ag、Au等为主的贵金属体系，以及过渡金属(Mn、Fe、Ni、Co、Cu、Zn等)、稀土复合氧化物或混合物(La、Ce、Zr、Nd、Sr、Pr等)为代表的非贵金属体系。Huang等(HuangH，LeungDYC，et.al.，ACSCatal，2011，(1)4:348～354)利用NaBH₄还原法制备了1wt％Pd/TiO₂催化剂，在SV＝120000mL/(g·h)、相对湿度为50％及室温条件下可将10ppm的甲醛完全氧化。Park等(ParkSJ，BaeI，et.al.，Chem.Eng.J，2012，195-196(0):392～402)指出Mn可以显著提高Pd/Beta催化剂的活性，在40℃时(SV＝50000h^-1)可将甲醛彻底氧化。Zhang等(ZhangC，HeH，et.al.，Catal.Today，2007，126(3-4):345～350)在TiO₂表面负载不同贵金属，1wt％Pt/TiO₂在20℃及SV＝50000h^-1可将100ppm的甲醛完全氧化。Peng等(PengJ，WangS.Appl.Catal.，B，2007，74(3-4):282～291)将0.6wt％Pt/TiO₂用于甲醛催化氧化，催化剂在室温及60℃时对甲醛的转化率分别为40％、99.6％。Nie等(NieL，YuJ，et.al.，Environ.Sci.Technol，2013，47(6):2777-2783)利用Na掺杂的Pt/TiO₂催化剂催化氧化甲醛，60min内可将甲醛浓度由253ppm降至15ppm。专利US5585083将12wt％Pt/SnO₂催化剂用于消除空气中甲醛，-5～25℃下可将甲醛彻底氧化，高的贵金属负载量使提高了催化剂成本，限制了其应用领域。专利CN1698932A利用Au/稀土氧化物催化氧化甲醛，但催化剂在较高的温度下(80～100℃)对甲醛有较好的催化活性，限制了催化剂的广泛应用。专利CN103127952A利用Ag/ZSM-5在室温条件下消除甲醛，没有考察运行时间、水蒸气对催化性能的影响。专利CN101274281A实用新型了一种Mo、Cu、Mn及Ti改性的Pt/Co-Ce-Sn/堇青石蜂窝状催化剂，在18℃和相对湿度为70％下对甲醛有较好的催化活性。专利CN102247842A公布了一种室温下消除甲醛的Pt/TiO₂-SnO₂/堇青石整体式催化剂，在室温及环境湿度条件下对甲醛有较好的去除效果。上述专利以直孔状堇青石蜂窝作为载体骨架，限制了催化剂的广泛应用。