[发明专利]一种锰氧化物甲醛降解材料及其制备方法和催化剂

说明书

本发明公开了一种锰氧化物甲醛降解材料及其制备方法和催化剂，将高锰酸盐、淀粉溶解在去离子水搅拌得到前驱体溶液；将前驱体溶液反应制得沉淀物；将沉淀物经离心清洗并烘干后得到中间产物；将中间产物焙烧得到MnO；将MnO在空气中老化后得到锰氧化物甲醛降解材料，制备工艺简便，材料颗粒尺寸分布均匀。

技术领域

本发明属于催化降解技术领域，具体涉及一种锰氧化物甲醛降解材料及其制备方法和催化剂。

背景技术

甲醛是室内空气中的主要污染物，具有刺激性，且有急性和慢性毒性，长期吸入甲醛具有致癌风险。常见的除甲醛手段有物理吸附、低温等离子降解技术、催化燃烧、植物吸收、光催化等。但是，上述方法受限于吸附容量，高能耗，高温，低效率和副产物等缺点，甲醛治理仍然是一个挑战性的难题。本发明主要针对降解室内空气中的低浓度甲醛。

锰氧化物具有将甲醛完全转换为水和二氧化碳的催化活性。但是锰氧化物的低温低浓度甲醛降解活性仍难以令人满意。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种锰氧化物甲醛降解材料及其制备方法和催化剂，能够与吸附更多的被降解气体分子，提高提高降解效率，微米级橄榄球形结构能够保证材料降解循环过程中的稳定性。

本发明采用以下技术方案：

一种锰氧化物甲醛降解材料，锰氧化物甲醛降解材料为橄榄球形纳米结构，由尺寸1～100nm的纳米粒子组装而成。

具体的，橄榄球形纳米结构的长轴方向尺寸为1～5μm，短轴方向尺寸为0.1～2μm。

具体的，锰氧化物包括：基于Mn的摩尔，30～50摩尔％量的MnO和30～50摩尔％的量的MnO₂。

本发明的另一个技术方案是，一种制备锰氧化物甲醛降解材料的方法，包括以下步骤：

S1、将高锰酸盐、淀粉溶解在去离子水搅拌得到前驱体溶液；

S2、将前驱体溶液反应制得沉淀物；

S3、将沉淀物经离心清洗并烘干后得到中间产物；

S4、将中间产物焙烧得到MnO；

S5、将MnO在空气中老化后得到锰氧化物甲醛降解材料。

具体的，步骤S1中，高锰酸盐和淀粉质量比为(1～5)：10，淀粉溶液浓度为1～10g/L；高锰酸盐浓度为0.1～1g/L。

具体的，步骤S2中，将前驱体溶液在反应釜中，控制反应温度120～180℃，反应时间0.5～24h后得到沉淀物。

具体的，步骤S3中，离心处理的速度为3000～10000rpm，时间为0.2～2min，清洗1～3次，烘干处理的温度60～100℃，时间12～24h。

具体的，步骤S4中，焙烧的温度为400～800℃，时间为0.1～10h。

具体的，步骤S5中，老化处理的时间为1～10h。

本发明的另一个技术方案是，一种催化剂，包括锰氧化物甲醛降解材料，载体和粘合剂，载体包括二氧化硅、氧化铝、活性碳、沸石或分子筛中的任一种；粘合剂为聚乙烯醇、纤维素聚氨酯、环氧树脂和丙烯酸酯中的一种或多种的组合。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

一种锰氧化物甲醛降解材料，由尺寸为1～100nm的纳米粒子组装而成橄榄球形微米级结构，能够充分接触甲醛并降解甲醛为二氧化碳和水。

进一步的，该橄榄球形微纳结构既能高效降解甲醛同时能够保持结构稳定。