[发明专利]MOF骨架炭化异质结的空气净化材料及其制备方法与应用

说明书

本申请公开了MOF骨架炭化异质结的空气净化材料及其制备方法与应用，具体涉及空气净化技术领域。MOF骨架炭化异质结的空气净化材料，为锰系催化剂/金属氧化物/炭异质结；所述金属氧化物和炭负载在锰系催化剂表面。可应用于去除室内污染气体，对甲醛、乙醛等小分子去除率可达95.8%‑98.3%，氨气、臭氧、TVOC等净化率达96%以上。

技术领域

本申请涉及空气净化技术领域，具体涉及MOF骨架炭化异质结的空气净化材料及其制备方法与应用。

背景技术

近年来，居室的装修污染带来的室内空气质量问题是目前室内环境污染的主要来源；房屋装修后的残留有害物质严重影响人类的生活质量。人们每天平均有80%以上的时间在室内度过，室内污染源对人体总暴露的贡献远远高于室外工业污染源。

甲醛、TVOC是室内环境中的首要污染物，它们主要来自于室内装饰装修材料散发。除此之外，乙醛、氨气、臭氧、宠物异味、细菌体等，也是室内污染的主要来源。室内装饰装修材料种类繁多，这些材料不断向室内空气中散发污染气体，长期处于装修污染环境时，对人体健康会产生很大危害。

目前，空气有机污染物主要通过物理、化学以及生物方法去除，主要去除室内装修污染气体的方法有吸附法、光催化法等。吸附法对气体无选择性，容量小易产生脱附，造成二次污染。光催化法需要在紫外光照射下才能进行，具有较大的局限性，并且，光催化剂普遍结构不稳定，光催化效率普遍较低。

发明内容

为了解决本领域存在的上述不足，本申请提供MOF骨架炭化异质结的空气净化材料及其制备方法与应用，本申请的空气净化材料对室内有害气体采用吸附和催化分解相结合的方法，既克服了吸附量小的问题，又解决了室温下可分解的问题，可用于去除室内污染气体甲醛、乙醛、氨气、臭氧、TVOC等有害物质。

根据本申请的一个方面，MOF骨架炭化异质结的空气净化材料，为锰系催化剂/金属氧化物/炭异质结；

所述金属氧化物和炭负载在锰系催化剂表面。

根据本申请的一些实施例，所述锰系催化剂颗粒的质量比为20-50%；

所述金属氧化物的质量比为5-10%。

根据本申请的另一个方面，MOF骨架炭化异质结的空气净化材料的制备方法，将锰系催化剂颗粒、金属盐、有机配位剂、有机溶剂按比例混合反应，得负载MOF结构的锰系催化剂；

将负载MOF结构的锰系催化剂进行煅烧；得锰系催化剂/金属氧化物/炭复合材料；

将锰系催化剂/金属氧化物/炭复合材料碱性改性，即得锰系催化剂/金属氧化物/炭异质结。

根据本申请的一些实施例，所述锰系催化剂颗粒的质量比为20-50%；

所述金属盐的质量比为5-10%；

所述有机配位剂的质量比为20-40%；

所述有机溶剂的比例为30-50%。

根据本申请的一些实施例，所述反应温度为50-150℃；优选110℃；

优选地，所述反应时间为6-24h；优选17h。

根据本申请的一些实施例，所述反应产物需进行离心洗涤；

优选地，所述洗涤溶剂选自去离子水、无水乙醇中的一种或两种。

根据本申请的一些实施例，所述锰系催化剂颗粒大小为1-2μm；

优选地，所述煅烧温度为220-300℃；

优选地，所述碱性改性所用碱选自NaOH或KOH。