[发明专利]一种疏水型空气净化复合催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种疏水材料及其制备方法，尤其涉及一种空气净化材料及其改性制备，尤其涉及一种疏水型空气净化复合催化剂及其制备方法。

背景技术

由于室内装修材料中含有的大量粘结剂所产生的有害气体污染物特别是甲醛(HCHO)污染危害巨大，已经严重威胁到了人们的健康。针对有害气体污染物的污染，已经产生了多种应对的降解方法，应用到了多种类型的空气净化材料。其中空气净化材料主要有吸附性多孔空气净化材料和催化分解型的净化材料，而以上提及的多种类型的空气净化材料都是以接触反应为前提而进行的净化去除甲醛等有害气体，其接触面积越大，吸附或反应的面积就越大，其净化的效果越好。

本发明的申请人发现，由于空气净化功能本身的需求，净化材料需要长期暴露在空气中进行空气净化，且其比较面积比较大，这种条件下，空气中的水分就容易进入其反应的表面或孔道中，影响其进一步的空气净化效果。

目前，主要是更换或去除表面失活层以维持其空气净化功能或者在失活之后将其去除进行活化处理。在消费者的使用过程中，更换新的材料不但增加了使用的成本，而且造成了材料的浪费，不符合当前节能减排的相关规定；而普通的消费者对于活化处理工艺并不熟悉且难以实现，所以上述方法并不能有效解决这一问题。

CN 104370719 A中公开了一种甲醛催化剂的重复使用方法，当甲醛催化剂活性降低需要更换时，只需刨去催化剂的反应层，再铺装上新的反应层，催化剂的支撑层和过渡层重复使用。此方法降低了催化剂的消耗、延长了催化剂的使用时间，降低了生产成本。然而这种方法只是减少了净化材料中支撑层和过渡层的浪费，并没有解决催化剂失活需要更换的问题。CN 10042383C中公开了钯/碳催化剂的再活法方法，该方法将失活催化剂进行适当的处理后，重新负载一定量的钯得到再活化的钯/碳催化剂，可重新使用。该方法包括用超临界CO₂萃取洗涤失活钯/碳催化剂；将失活钯/碳催化剂置于硝酸中煮沸处理；烘干后置于氨水溶液中；催化剂前体经NaOH和甲醛还原、干燥后得到再活化的钯/碳催化剂。该方法采用活化以达到催化剂重复使用的目的，其中活化方法繁琐，普通的使用者难以操作实现。

本发明的申请人经过长期实验，发现在材料的疏水改性过程中，通过选用疏水官能团改性可以从根本上改善其表面性能，使得催化剂材料在净化空气的过程中完全避免了水分的干扰，而达到长期使用的目的。

发明内容

针对上述所涉及的问题，本发明的目的是提供一种疏水型空气净化复合催化剂的制备方法，这种方法制备过程简单，制备的疏水性的空气净化复合催化剂材料具有高分散性，而且具有疏水性能，可以有效避免由于空气中水分的吸附而造成材料催化降解性能的降低。该材料为过渡金属氧化物、活性炭或其他无机多孔材料和贵金属等无机材料，应用硅烷偶联剂在无毒害的有机溶剂中对其表面进行改性，且将其充分干燥后分散于有机溶剂中，分散性更好。

为了实现上述目的，本发明是采用如下技术方案实现的一种疏水型空气净化复合催化剂的合成方法，利用各种金属的盐溶液采用液相法在碱性条件下制备出复合催化剂材料的前躯体；再通过煅烧工艺即得到了金属氧化物复合催化剂材料，此高温煅烧工艺对其也起到了高温活化的作用；最后再应用改性剂对金属氧化物复合催化剂材料的表面进行疏水改进得到疏水性空气净化材料，且在用有机溶剂处理的过程中，金属氧化物复合催化剂材料得到了充分的分散，有利于提高其催化性能。

该疏水型空气净化复合催化剂的制备方法主要包括液相沉淀法制备前躯体、煅烧活化工艺及疏水改性工艺，具体如下：将Mn^II盐、Fe^III盐和Cu^II盐溶解到水中并搅拌至充分溶解，再加入碱调节混合反应溶液的pH至碱性，然后搅拌进行沉淀反应，反应完成之后清洗过滤得到滤渣；将上述得到的滤渣进行煅烧；当煅烧完成并冷却后将样品放入到含适量水的无水乙醇中，同时加入硅烷偶联剂进行改性反应，完成后清洗、过滤并干燥，最后得到疏水型空气净化复合催化剂催化剂。

作为优选，所述的Mn^II盐可以选用硫酸锰、硝酸锰、碳酸锰、氯化锰中的任意一种或多种；

作为优选，所述的Fe^III盐可以选用硫酸铁、硝酸铁、氯化铁的任意一种或多种；

作为优选，所述的Cu^II盐可以选用硫酸铜、硝酸铜、氯化铜中的任意一种或多种；