[发明专利]一种复合氧化物改性ZSM-5分子筛催化净味模块的制备方法

说明书

本发明公开了一种复合金属氧化物改性ZSM‑5分子筛催化剂及其制备方法，包括催化剂活性粉体的制备及净味块的涂覆。首先利用溶胶凝胶结合旋蒸的方法使用活性组分及活性助剂的水溶性盐及ZSM‑5分子筛制备催化剂活性粉体，然后将活性粉体分散到去离子水中，加入粘结剂混合均匀后涂覆到蜂窝载体上，即得到该复合氧化物改性ZSM‑5分子筛催化剂净味模块。该发明制备方法，工艺简单、成本低、无污染、对于异味具有很好的祛除效果，其中测试三甲胺10min去除率达100%。

技术领域

本发明创造涉及室内空气净化治理催化剂制备领域，具体地说，涉及一种复合氧化物改性ZSM-5分子筛催化净味模块的制备方法。

背景技术

目前，人们生活环境中存在大量的有害气体。例如，装修等产生的醛类，冰箱、卫生间、鞋柜等产生的胺类、硫醇类等，这些气体不仅会使人产生不愉快的感觉，有些毒性较大的气体甚至有害健康，除对人体有刺激外，长期接触还会增加癌症的患病率。因此，开发合适的净味材料消除环境中的有害气体，营造洁净健康的空气环境具有重要的意义。

目前，空气中有害气体的治理方法主要为吸附法和催化氧化法。但是吸附法存在吸附饱和之后就会失效或需要再生的问题。近年来，过渡金属Mn、Cu、Ce、Fe等作为活性成分的催化剂是研究的热点，其中Mn具有多种价态，能够形成MnO₂、Mn₂O₃、Mn₃O₄等多种氧化物，电子在不同氧化物间转移迅速，且锰基催化剂具有丰富的L酸，在工业废气、汽车尾气等方面有较多的研究。例如，专利CN109954514A公开了一种用于汽车尾气治理用的锰基催化剂，以氧化铈为活性助剂，在120～250摄氏度脱硝效率达到85%以上。

在载体选择上，除了活性碳粉，ZSM-5分子筛由于其在化学组成、晶体结构以及无话性质方面的独特性，在催化反应中具有优异的催化效能。目前ZSM-5分子筛在化工合成催化剂中应用研究较多，但是在家用净味方面研究相对较少。申请号为201911342115.8的中国专利公开了一种整体式复合氧化物低温SCR催化剂及其制备方法，此专利中，将活性组分盐溶液及活性助剂前驱体溶液中加入分子筛，然后经过干燥、焙烧、载体涂覆后制得SCR脱硝催化模块。但是该方法制得的催化剂粉体容易出现粘结成较大颗粒导致涂覆时需要球磨并且活性组分及活性助剂组分与分子筛混合不均匀的问题，因此，开发一种生产更加简单、催化更高效的催化净味产品有重要的意义。

本发明采用溶胶凝胶结合旋蒸的方法，将活性组分负载在分子筛上，改善了活性组分在分子筛上的分散性，提高了催化活性；该发明提供的方法制备的催化剂粉体粒度较小、均匀，容易涂覆，混合均匀后可直接涂覆，不需球磨；该方法工艺简单，制备成本低，易于工业化生产；发明提供的净味块表现出优异的催化活性，具有较宽的活性温度范围。

发明内容

本发明提供了一种复合氧化物改性ZSM-5分子筛催化净味模块，具有优异的净味性能。

该复合氧化物改性ZSM-5分子筛催化净味模块具体制备方法如下：

a） 活性溶液的制备：将含锰的活性组分及活性助剂前驱体与一定量的柠檬酸溶解到其离子水中，搅拌至完全溶解；

b） 旋蒸：向步骤a）所得活性溶液中加入ZSM-5分子筛粉体，搅拌均匀后通过旋蒸的方法使水分蒸发完全；

c） 焙烧：将步骤b）所得固体经过干燥、焙烧得到活性粉体；

d） 涂覆浆液制备：将制得的活性粉体分散到去离子水中，搅拌，加入粘结剂混合搅拌得到涂覆浆液；

e） 涂覆：将载体浸入涂覆浆液中，浸涂均匀后取出，用压缩空气吹扫，干燥完全，得到催化模块。

其中，活性组分为锰，所述活性组分前驱体为含锰的水溶性盐，所述活性组分相对于分子筛的负载量为1～30%。

其中，活性助剂为Cu、Ce中的至少一种，活性助剂前驱体为Cu、Ce的水溶性盐，所述活性助剂相对于分子筛的负载量为0～5%。