[发明专利]一种皮纤维负载活性二氧化锰催化材料的制备方法及应用

说明书

本发明涉及催化材料技术领域，本发明提供了一种皮纤维负载活性二氧化锰催化材料的制备方法，先使植物单宁负载于皮纤维中，然后控制温度和时间，使戊二醛、植物单宁和皮纤维之间发生反应，使植物单宁以共价键的形式结合到皮纤维上；再利用高锰酸钾与植物单宁的氧化还原反应，实现活性二氧化锰在皮纤维上的原位生成及负载，使生成的活性二氧化锰与皮纤维之间结合牢固，稳定性高。实验结果表明，本发明提供的制备方法制备得到的皮纤维负载二氧化锰的催化材料在常温下对甲醛有良好的净化效果，应用实验表明，甲醛去除率可达80％以上。

技术领域

本发明涉及催化材料技术领域，尤其涉及一种皮纤维负载活性二氧化锰催化材料的制备方法及应用。

背景技术

甲醛是目前公认的室内空气最主要的污染物。人体长期接触甲醛，会引起呼吸道疾病、降低免疫力，严重威胁健康。而室内装修材料中甲醛是逐渐释放的，且释放周期最长可达15年。我国国家标准GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》规定室内甲醛浓度应小于0.1mg/m³。解决甲醛污染的有效途径之一是净化去除空气中的甲醛。

目前，已经发展出多种治理室内甲醛污染的方法，其中过渡金属氧化物尤其是活性二氧化锰，因其成本低廉且能有效催化分解甲醛而受到研究者的关注。发明专利CN105013322B以高锰酸钾为氧化剂、硫酸锰为还原剂，采用水热法制备一种活性二氧化锰材料，该材料对甲醛有一定的净化去除效果，但低温下甲醛的去除率约37％，净化效果较差。发明专利CN107697952A采用双氧水氧化二价锰盐在碱性条件下反应，制备出一种粉末状的二氧化锰，该材料虽然对空气中低浓度甲醛的转化率相对较高，但粉末状二氧化锰在使用过程中易于堆积和团聚，在实际应用中，反而不具有较好的净化效果，产品的应用价值较低。因此制备负载型活性二氧化锰的材料用于空气中甲醛的净化，才具有更好的实用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种皮纤维负载活性二氧化锰催化材料的制备方法及应用，本发明提供的制备方法得到的皮纤维负载活性二氧化锰催化材料二氧化锰与皮纤维结合牢固，材料稳定性好、催化活性高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种皮纤维负载活性二氧化锰催化材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将皮纤维、水和植物栲胶混合，进行吸附反应得到负载植物单宁的皮纤维；

(2)将所述步骤(1)得到的负载植物单宁的皮纤维分散于水中，然后与戊二醛溶液混合，在40～60℃下反应4～8h，得到植物单宁改性皮纤维；

(3)将所述步骤(2)得到的植物单宁改性皮纤维分散于水中，然后与高锰酸钾溶液混合，进行氧化还原反应，得到皮纤维负载活性二氧化锰的催化材料。

优选地，所述步骤(1)中的植物栲胶包括荆树皮栲胶、杨梅栲胶或坚木栲胶。

优选地，所述步骤(1)中皮纤维、水和植物栲胶的质量比为(10～40)：(200～800)：(5～20)。

优选地，所述步骤(2)中戊二醛溶液的质量浓度为40％～50％。

优选地，以皮纤维的质量为10～40份计，所述步骤(2)中戊二醛溶液的质量为0.5～4份。

优选地，所述步骤(3)中高锰酸钾溶液的加入速度为0.08～10mL/min。

优选地，所述步骤(3)中的混合包括先机械搅拌2～4h，然后静置8～12h。

本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的皮纤维负载活性二氧化锰催化材料，包括皮纤维和负载于所述皮纤维上的二氧化锰。

本发明提供了上述技术方案所述皮纤维负载活性二氧化锰催化材料在净化空气中甲醛中的应用。