[发明专利]一种用于净化甲醛的炭基活性锰催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及催化材料领域，尤其涉及一种用于净化甲醛的炭基活性锰催化剂的制备方法。所述方法包括：以活性炭作为载体，将其置于含有锰元素的料液中进行反应和结晶生长，随后置于保护气氛中进行煅烧处理，即得到炭基活性锰催化剂。本发明催化剂区别于整体催化剂，可以降低催化剂负载量，降低催化剂应用成本，提高催化剂接触面积，提高反应效率；区别于活性炭，使活性炭具有优异的催化性能，而非单纯的物理吸附，可以对吸附的有害物质进行常温催化降解，避免二次污染，同时提高活性炭使用寿命；通过活性炭和活性锰催化剂的复合，使活性炭高效的吸附能力和活性锰高效的催化分解能力产生协同作用，更高效的拦截甲醛等有害气体，并彻底分解。

技术领域

本发明涉及催化材料领域，尤其涉及一种用于净化甲醛的炭基活性锰催化剂的制备方法。

背景技术

随着工业化的发展以及大量的有机材料开发和应用，目前大气中有机污染愈发严重，如VOCs、TVOCs、NMHC、HC和THC等都是对特定有机大气污染物的简称。其中，VOCs一般指挥发性有机化合物，常见VOC有苯乙烯、丙二醇、甘烷、酚、甲苯、乙苯、二甲苯、甲醛等，其范围相对较广，基本上包含了所有的挥发性有机污染物，而TVOCs指的是总挥发性有机化合物；NMHC又称非甲烷烃,根据《大气污染物综合排放标准》(GB16297－1996)以及《大气污染物排放标准详解》，非甲烷总烃指除甲烷以外所有碳氢化合物的总称，主要包括烷烃、烯烃、芳香烃和含氧烃等组分，实际上是指具有C2－C12的烃类物质，但一般而言NMHC对大气的污染性较为有限；HC是总烃，包含烷烃、烯烃、芳烃等，THC指总碳氢有机气体，一般用在燃油车辆、燃油工程机械的废气排放中使用，也指排放的气体中含有碳氢化合物的总量。

但是，目前对大气、尤其是室内空气产生污染较为严重的通常有甲醛、甲苯等物质，并且其对人体也是具有较强危害性的物质。

对此，为解决室内空气污染问题，部分技术人员涂料进行了研发。如中国专利局于2019年3月1日公开的一种可吸收甲醛的装饰涂料及其制备方法的发明专利申请，申请公开号为CN109401508A，该技术方案中主要的活性物质是FeO_x·MnO_y·TiO₂纳米复合物，该纳米复合物具有一定吸收和降解甲醛能力，但是其本身的涂料形态受到一定使用限制的同时导致其无法再生，并且其涂料固化后透气性差，与甲醛的接触面积小，因此吸收效率也较为有限，吸收后降解的效率也较弱。

而目前最常使用、也是使用成本最低的方法是采用活性炭对室内甲醛进行吸附去除。但是，活性炭吸附效果有限，仅对甲醛进行物理吸附，基本难以实现对甲醛的分解，其大多采用制成活性炭包置于室内吸附一段时间、随后置于室外通过光照日晒将甲醛向外部环境释放的方式进行工作。因此，其实际上仅是对甲醛进行了“转移”，将其从室内送至室外，减轻室内甲醛污染，并通过外界环境对甲醛进行稀释使其无法产生危害。活性炭使用效果受潮湿程度影响，需要经常更换，而目前推出的甲醛催化剂往往价格昂贵。因此，开发出能够直接对甲醛进行吸附和分解的低成本催化材料，使得大众容易使用并且愿意使用是迫在眉睫的。

发明内容

为解决现有的甲醛催化降解材料大多存在价格较为昂贵，难以推广普通家庭大量使用，并且大多数甲醛催化降解材料存在使用较为复杂，如需要再生或需要光催发等问题，以及普通活性炭仅对甲醛进行物理吸附而无法实现催化降解等问题，本发明提供了一种用于净化甲醛的炭基活性锰催化剂的制备方法。本发明的目的在于：一、使得活性炭催化材料具备对甲醛的催化降解能力；二、降低催化材料的制备成本，使单位质量的催化材料能够催化降解更多的甲醛；三、使催化材料能够与活性炭超高的吸附性能相结合，提高催化分解效率；四、超细的催化剂粉体原位生长于活性炭颗粒上，直接得到复合结构，可避免单纯催化剂粉体的制粒过程。。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种用于净化甲醛的炭基活性锰催化剂的制备方法，

所述方法包括以下步骤：