[发明专利]一种复合多孔过滤-催化材料及其制备方法

说明书

本发明属于催化剂领域，尤其涉及一种复合多孔过滤‑催化材料及其制备方法。所述复合多孔过滤‑催化材料包括：基体和金属泡沫层；所述基体为多孔材料基体，金属泡沫层为多孔铜锡合金，多孔铜锡合金覆盖在基体的表面；所述基体中还负载有催化剂。本发明复合多孔过滤‑催化材料为多孔结构，具有良好的空气流通性，可同时实现除醛、除菌、除尘功效，直接应用于各类空气净化器；基体上下表面的金属泡沫层，作为高精度过滤材料，实现对颗粒物的高精度过滤，同时，保护基体上的催化剂不受气流、颗粒物的冲击而失效，防止催化剂的部分逸出，金属泡沫层烧结温度低，不会导致基体上的催化剂失效。

技术领域

本发明属于催化剂领域，尤其涉及一种复合多孔过滤-催化材料及其制备方法。

背景技术

在现代人对健康生活的追求下，各类空气质量问题越来越受到重视，特别是室内空气质量问题。在各种室内空气污染物中，甲醛(HCHO)是危害性最高的室内污染物之一，主要来源于家具建材、装饰材料的原料。相关研究表明，残留的或未参与反应的甲醛，会逐渐向环境中释放，最长释放期可高达十几年。若长期暴露在含有过量甲醛的环境中，将对眼睛、鼻子、神经系统、心血管系统等产生不可逆的损伤，严重的情况下可造成鼻咽肿瘤。国际癌症研究机构(IARC)已在2004年发布的第153号公报认定其为I类致癌物质。

因此，如何有效稳定地去除室内空气中的甲醛成为亟待解决的问题。目前，催化分解甲醛已成为主要研究方向，现有光催化氧化法、热催化氧化法、常温催化氧化法等技术。其中，光催化氧化法与热催化氧化法由于条件比较苛刻，如需要在紫外光照射下，而且催化效率较低，使得应用受到限制，相比之下常温催化氧化法具有高效、节能的特点。常见的常温催化剂有贵金属催化剂，以及以过渡金属氧化物为主的非贵金属催化剂如锰、钴氧化物，均在催化分解甲醛上表现出高活性。但由于贵金属催化剂高昂的价格限制了其大规模应用，在价格低廉的非贵金属催化剂中，锰氧化物具有多种价态，并且可以在不同价态之间转变，进而快速发生氧化还原反应从而达到催化效果，同时其复杂的孔道结构使氧化活性粒子可进入进而提高催化性能，国内外很多研究证实了其在催化甲醛上的应用。然而，催化剂形态均为纳米级的粉末，具有粒度小、质轻、流动性较差等不利于直接大规模应用的特点。

金属泡沫材料具有高孔隙率、过滤阻力低等特点，因此，常被作为催化剂粉末的载体。若直接负载在金属泡沫材料上使用，由于空气中存在许多灰尘颗粒，以及气流的冲击等，会导致基体上的有效催化成分减少，实际催化过滤效果下降甚至失效。因此，开发出稳定和高效的甲醛降解材料是迫在眉睫的。

发明内容

为解决现有的甲醛降解材料如硅藻土、活性氧化铝和活性炭等材料，存在除醛效率低、难以对甲醛进行有效彻底的降解、稳定性差，以及如基于静电吸附原理的HEPA网存在易失效、不具备除菌功能等问题，本发明提供了一种复合多孔过滤-催化材料，并提供了复合多孔过滤-催化材料的制备方法。

本发明的目的在于：

一、确保催化材料具有良好的空气流通性；

二、能够同时实现除醛、除菌和除尘的效果，能够直接用于各类现有的空气净化器使用；

三、通过多元素复合的方式，产生催化剂的协同效应，提高催化剂的甲醛降解效果；

四、提高催化材料的使用寿命，使其能够长久稳定地保持高效除醛、除菌和除尘的能力；

五、提供催化材料高效、简洁的制备方法，适用于工业化生产。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种复合多孔过滤-催化材料，包括：

基体和金属泡沫层；

所述基体为多孔材料基体，金属泡沫层为多孔铜锡合金，多孔铜锡合金覆盖在基体的表面；所述基体中还负载有催化剂。