[发明专利]一种空气中醛类和苯系物净化复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种空气中醛类和苯系物净化复合材料及其制备方法和应用，所述空气中醛类和苯系物净化复合材料包括多孔复合载体和负载在所述多孔复合载体上的锰铈复合物、除锰外的过渡金属活性组分和助剂金属的化合物，所述助剂金属包括碱金属和/或碱土金属。本发明所述空气中醛类和苯系物净化复合材料比表面积大，可以在室温下完全催化分解空气中醛类及苯系物，性能稳定，实用价值高；本发明所述制备方法简单，适合大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及空气净化材料领域，尤其涉及一种空气中醛类和苯系物净化复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

装修用建材、涂料等会散发出大量的甲醛、乙醛等醛类和苯、甲苯、二甲苯等苯系物污染物，严重污染空气，危害人们健康。因此，研发醛类、苯系物净化材料，有效消除空气中醛类、苯系物污染已成为改善室内空气质量的必要手段。

现有空气中醛类、苯系物净化技术主要包括光催化降解、催化氧化技术以及吸附净化技术，其中光催化降解技术主要利用纳米TiO₂作为光催化剂，需要强紫外激发光源进行催化降解，但该技术存在紫外光利用效率低、催化剂易失活等问题；催化氧化技术是脱除醛类和苯系物的一种重要方法，在室温完全氧化甲醛可通过过渡金属氧化物实现，而苯系物由于结构稳定、在室温下无法完全氧化脱除，即使在贵金属催化剂也需150℃以上才能完全氧化；吸附净化技术是空气净化领域最重要的手段，其主要采用活性炭、分子筛等高比表面积材料吸附污染物，但这些材料存在吸附容量低、与醛类等强极性污染物作用力小等问题，需定期再生或更换，易产生二次污染。

CN112774650A公开了甲醛净化材料制剂、制备方法及应用，该甲醛净化材料制剂呈颗粒状，每个颗粒由甲醛净化材料和粘接剂构成，甲醛净化材料包括甲醛分解催化剂，甲醛分解催化剂由δ晶型MnO₂纳米片形成的亚微米—纳米级花球状颗粒所构成；该甲醛净化材料制剂的制备方法通过将甲醛净化材料和粘结剂制成膏状前驱体，所制备膏状前驱体进行造粒得甲醛净化材料制剂，所制备甲醛吸附—催化分解复合材料具有核壳结构，其中核由VOC物理吸附剂构成，壳由甲醛分解催化剂构成。但该净化材料制剂并不能同时净化去除空气中的苯系物。

CN111013533A公开了一种净化甲醛的改性活性炭及其制备方法，将一定量的氧化剂和亲核加成剂按一定的比例通过特定的工艺来改性活性炭，将氧化剂与甲醛发生的氧化还原反应、亲核加成剂与甲醛发生的加成反应与活性炭的物理吸附有机结合，使空气中的甲醛快速地吸附在活性炭上，并通过化学作用转化成对人体无害的物质，从而达到彻底净化甲醛的目的。该改性活性炭虽然对甲醛的去除效果较好，但是对于甲醛和苯系物两类污染物同时存在的情况下，由于甲醛与苯的分子直径相差较大，而活性炭的孔径分布只能吸附两者之一。

CN103691311A公开了一种室温同时脱除室内醛类和苯系物污染物催化方法，该方法通过将贵金属负载到分子筛得到催化剂放置于醛类和苯系物环境中，在室温情况下将醛类污染物氧化为CO₂和H₂O，同时将苯系物存储催化剂上，待催化剂达到饱和后进行升温加热使存储的苯系物氧化，催化剂得以原位再生。但方法还需要进行升温加热来氧化降解苯系物，并没有实现室温下对醛类和苯系物污染物的完全降解。

因此，开发一种可以在室温下对醛类及苯系物的同时降解去除的空气中醛类和苯系物净化复合材料具有重要意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种空气中醛类和苯系物净化复合材料及其制备方法和应用，所述空气中醛类和苯系物净化复合材料为表面负载有分解去除醛类污染物的催化剂，内部负载有去除苯系物的催化剂的多孔复合载体，可以在室温条件下同步去除醛类和苯系物；所述制备方法简单，反应条件温和，具有大规模工业化生产前景。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：