[发明专利]一种天然矿物材料及其在吸附分解甲醛和空气净化中的应用

说明书

本发明涉及一种天然矿物材料及其在吸附分解甲醛和空气净化中的应用，属于化学催化分解技术领域。该天然矿物材料为含锰钾矿粉末，其中锰含量为40‑55wt％，所述含锰钾矿粉末的粒度为60‑200目；由天然锰矿石经过破碎和重选得到。该天然矿物材料可应用于吸附分解甲醛和空气净化。本发明主要利用天然无机矿物有效、持续快速吸附分解室内空气中的甲醛污染；工艺简单、成本低廉、能高效地清除甲醛及其他挥发性有机物(TVOC)，所含成分无毒环保；可广泛适用于家庭、学校、商场、办公场所等室内环境。

技术领域

本发明涉及一种天然矿物材料及其在吸附分解甲醛和空气净化中的应用，具体为一种采用天然矿物材料吸附分解甲醛和空气净化的方法，属于化学催化分解技术领域，特别是环境空气中甲醛及TVOC等污染物分解技术领域。

背景技术

TVOC(Total Volatile Organic Compounds，总挥发性有机化合物)是一类重要的空气污染物，是威胁人们健康的“隐形杀手”，其毒性、刺激性、致癌性和特殊的气味性会对人体产生急性损害。其中甲醛来源广泛、毒性大、污染时间长，已经成为首要室内污染物，并已被世界卫生组织(WHO)认定为一类致癌物和致畸物质(侯森等，2019；Zheng et al.,2020；Adelodun et al.,2020)。我国的室内甲醛污染具有普遍性，且释放周期长达3-15年。

目前室内空气污染治理的手段有开窗通风、温湿度控制、新风系统、栽种绿植等，但是由于气候、季节以及装修时间的限制，处理不当不仅不能达到去除效果，还会造成二次污染，而绿植对甲醛的去除效果微乎其微(中国质量检验协会，2018)。对于市面上现有的除醛产品，采用物理吸附的活性炭吸附量有限，存在吸附饱和的问题；化学吸附清除剂中很可能含有具有毒性的化合物，长期使用影响身体健康(如专利CN102836519A含有肼类化合物)；光触媒在自然光或无光条件下去除效果有限，具有局限性(如专利CN110449026A中二氧化钛是紫外光催化剂)；贵金属除醛剂造价较高(如专利CN109966916A采用纳米铂金水溶液光触媒)等等。因此，如何对现有市场上甲醛清除剂的不足之处进行改进，找到一款高效、环保、经济的甲醛清除剂，已经成为技术人员需要解决的难题。

根据2019年USGS最新统计数据，我国已探明锰矿(金属)储量为5400万吨，占全球总储量的6.65％。锰钾矿是一种常见的锰氧化物，我国南方锰矿床中锰钾矿是主要的氧化锰矿物之一。目前，国内外对于锰氧化物吸附分解甲醛的研究大都是人工合成产物，利用天然锰钾矿对甲醛的催化分解未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种专门针对室内常温环境下甲醛污染处理而开发的环保型、特效型治理的天然矿物材料和新方法。本发明通过研究发现锰钾矿作为天然锰氧化物矿物材料，具有在室温条件下吸附分解甲醛的性能。作为主要锰氧化物之一的锰钾矿开发新型天然环保材料，具有工艺简单、成本低廉的特点，既解决室内空气污染的实际问题，又可以提高天然矿物的附加值，带动经济发展。

一种天然矿物材料，该天然矿物材料为含锰钾矿粉末，其中锰含量为40-55wt％，所述含锰钾矿粉末的粒度为60-200目，由天然锰矿石经过破碎和重选得到。

所述的含锰钾矿粉末中，锰钾矿含量为50-65wt％。

所述含锰钾矿粉末包含锰氧化物矿物、铁氧化物矿物等其他天然矿物粉末，以天然锰钾矿为主要成分。

重选后含锰钾矿粉末的具体矿物组成及质量百分比含量为：锰钾矿50-65％，钡硬锰矿5-10％，锰钾矿与石英连生体10-25％，褐铁矿10-15％，铁锰氧化物4-10％，石英5-15％，其他1-5％。