[发明专利]用于处理例如甲醛的挥发性有机化合物的催化剂装置

说明书

本文公开了用于从空气流料流中除去甲醛、挥发性有机化合物和其它污染物的催化剂装置。催化剂装置包括外壳、布置在所述外壳内的固体基底和布置在所述基底上的催化剂层。所述催化剂层包括第一质量百分比的贱金属催化剂和第二质量百分比的稀土金属催化剂。

技术领域

本公开涉及利用催化剂净化空气的装置和方法。更特别地，本公开涉及用于从空气供给中除去甲醛和挥发性有机化合物的催化剂装置。

背景技术

随着各种大气污染物的水平持续提高，大气污染是越来越重要的关注点。受到关注的一种主要污染物是甲醛(HCOH)。其被认为是从广泛使用的建筑和装饰材料中排放的主要室内污染物。长期暴露在甲醛下被认为致癌。

中国环境科学学会的室内环境与健康分会(Indoor Environment and theHealth Branch of China Environmental Science Institute)在2011年就存在的甲醛浓度考察了中国的几个城市，包括上海、杭州、苏州、南京、武汉、重庆和成都。尽管国家标准设定了0.1mg/m³的甲醛浓度极限，但考察的各城市具有明显高于该国家限值的甲醛浓度水平。该水平比国家标准高15％至40％。

当前可用于控制甲醛污染的市场解决方案包括可能与作为化学计量氧化剂的高锰酸钾结合使用活性炭。但是，这些方法已变得不切实际，因为活性炭可能通过解吸释放甲醛，或该解决方案的除甲醛能力太低。

催化氧化是市场上当前用于控制甲醛污染的另一技术。仅贵金属负载型催化剂实现了数百个百万分之一(ppm)的甲醛的完全催化氧化。但是，贵金属的高成本和供应量的不足限制它们的广泛应用。

仍然需要有效处理来自甲醛和其它挥发性有机化合物(VOC)的污染的系统、方法和组合物。这些方法和组合物应该表现出长期性能、高效的制造操作和降低的生产成本。

发明内容

本文公开了用于从空气供给中净化掉甲醛和挥发性有机化合物的方法、装置和系统。本文还公开了用于制造催化剂装置的方法。

在一些实施方案中，催化剂装置包括外壳和布置在基底上的催化剂。所述催化剂包括第一质量百分比的贱金属催化剂(base metal catalyst)和第二质量百分比的稀土金属催化剂。

在该装置的一个实施方案中，所述催化剂用于从未净化的空气供给中除去甲醛、臭氧、一氧化碳、一氧化二氮、胺、硫化合物、硫醇、氯化烃或挥发性有机化合物的一种或多种。

在一些实施方案中，所述催化剂可以是粒子或多个粒子。在一些实施方案中，所述催化剂粒子可以与其它吸附剂或催化剂，如活性炭一起混合并分散在固体基底上。

在一些实施方案中，所述催化剂装置包括外壳、在所述外壳内的固体基底和包含分散在所述固体基底上的多个催化粒子的催化剂。

粒子或多个粒子可具有各种机械性质，如各种尺寸、表面积和形状，包括但不限于丸粒、珠粒、挤出物、环、球体、圆柱体、三叶和四叶成型件。

在该装置的一个实施方案中，所述贱金属催化剂包含锰钾矿氧化锰钾(cryptomelane potassium manganese oxide，CPMO)且所述稀土金属催化剂包含氧化铈。例如，所述贱金属催化剂可以是在大约30％至大约99％、大约50％至大约99％、大约70％至99％、大约80％至99％、大约80％、大约52％或大约50％的第一质量百分比下的CPMO。作为另一实例，所述稀土金属催化剂可以是在大约1％至大约70％、大约1％至大约50％、大约1％至30％、大约1％至20％、大约20％、大约48％或大约50％的第二质量百分比下的氧化铈。