一种降解甲醛的催化材料的制备方法及其制备的催化材料和应用技术

本发明专利技术属于新材料技术领域，公开了一种降解甲醛的催化材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将介孔分子筛加入到硝酸锰溶液中，搅拌混匀，得到混合液，向混合液中加入pH调节剂，调整混合液的pH为碱性；然后向混合液中加入六氯化钨溶液搅拌反应，反应后静置处理，静置结束后收集沉淀物；（2）将步骤（1）制备的沉淀物洗涤、烘干，然后在400℃～500℃煅烧3～6h，得到催化材料。采用本发明专利技术降解甲醛的催化材料的制备方法能够将锰氧化物和金属钨负载在介孔分子筛上，锰氧化物能够与钨发生协同效应，催化甲醛在室温条件下发生降解生成二氧化碳和水，降低了甲醛降解温度，降解效率高；解决了单独采用锰氧化物降解甲醛存在的反应条件苛刻、需要在较高温度下才能实现甲醛降解的技术难题。较高温度下才能实现甲醛降解的技术难题。

【技术实现步骤摘要】
一种降解甲醛的催化材料的制备方法及其制备的催化材料和应用


[0001]本专利技术属于新材料
，具体涉及一种降解甲醛的催化材料的制备方法及其制备的催化材料和应用。

技术介绍

[0002]随着我国的经济发展，人们越来越注重居室环境装修，但各种装饰装修材料挥发的甲醛会造成室内空气污染，且甲醛释放时间长；另外，现代化建筑物的密闭化导致空气交换率低，使室内空气污染问题日益突出。世界卫生组织将室内空气污染列为人类健康的十大威胁之一，而甲醛被各界普遍认为是室内环境的第一杀手，被确定为Ⅰ类致癌物，治理室内空气中甲醛成为重中之重。
[0003]目前，国内有关净化室内甲醛的研究有植物分解、物理吸附净化、光催化降解和生物降解等方法。其中植物分解主要有通过绿萝、芦荟、千佛手等植物吸收净化；物理吸附净化主要有矿物类吸附剂如活性炭、膨润土、硅藻土等；生物降解方法相关研究也越来越多，如廉佳佩等人从市面销售的普通绿萝中筛选出一种对于甲醛有降解特性的真菌，可有效降解甲醛；韩茜等从烹饪油烟冷凝液中分离筛选出1株具有甲醛降解能力的菌株XF
‑
1，该菌株具有能耐受高油环境的性能，在甲醛浓度为100mg
·
L
‑1的培养基中，菌株X的甲醛降解率达96％；陈一岩等利用废弃的玉米芯制得生物质炭，有良好的吸附性能，在甲醛的质量浓度为0.3μg/L，温度为15℃，加入生物质炭材料质量5g时，甲醛去除效率可高达88％。植物分解、物理吸附净化但这些方法存在降解不彻底、吸附剂消耗量大、降解时间长、不能将甲醛有效彻底去除等缺点。微生物法降解甲醛具有效果好、成本低、无二次污染等优点。但是这些甲醛降解菌大多存在甲醛耐受浓度低以及降解活性不高、降解速率低等缺点，从而影响其实际应用。
[0004]光催化降解技术近年来在甲醛净化领域的研究越来越多，通常采用的光催化剂有主要包括过渡金属氧化物、介孔金属氧化物、多孔复合金属氧化物及其负载过渡金属氧化物或贵金属，如氧化锌纳米材料、二氧化钛、钴、锰氧化物等过渡金属氧化物光催化降解甲醛。其中，TiO2及弃负载重金属和过渡金属光催化技术近年来得到巨大发展，TiO2对甲醛有明显的降解效果，但必须有在紫外线光的激发，其他过渡金属氧化物如Co3O4、MnO
X
、CeO2等对甲醛的降解需要在较高温度下进行。贵金属催化剂(Au、Pt、Pd、Ag)虽然具有较好的低温催化性能，但是价格昂贵、资源短缺，限制了其商业化应用。而非贵金属催化剂(Co、Cr、Mn、Ce等)因价格低廉、资源丰富，得到许多学者的广泛关注。其中，锰氧化物具有比表面积较大，表面氧物种较丰富，反应活性位点较多，氧化能力较强、催化效率高、体结构变化多样等优点，常作为催化剂使用，但是采用锰氧化物降解甲醛时，反应条件苛刻，需要在70℃以上的温度下进行。因此，亟需研究一种新的能够降解甲醛的催化材料。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题和不足，本专利技术的目的旨在提供一种降解甲醛的催化材料的制备方法及其制备的催化材料和应用。
[0006]为实现专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]本专利技术第一方面提供了一种降解甲醛的催化材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)将介孔分子筛加入到硝酸锰溶液中，搅拌混匀，得到混合液，向混合液中加入pH调节剂，调整混合液的pH为碱性；然后向混合液中加入六氯化钨溶液搅拌反应，反应后静置处理，静置结束后收集沉淀物；
[0009](2)将步骤(1)制备的沉淀物洗涤、烘干，然后在400℃～500℃煅烧3～6h，得到催化材料。
[0010]根据上述的制备方法，优选地，步骤(1)中所述混合液中硝酸锰与六氯化钨的摩尔比为1:(0.05～0.4)。
[0011]根据上述的制备方法，优选地，步骤(1)中采用pH调节剂调节混合液的pH时，将混合液的pH控制在9～10.5，所述pH调节剂为氨水；所述六氯化钨溶液是将六氯化钨溶解在乙醇中制备而成。
[0012]根据上述的制备方法，优选地，步骤(1)中所述静置处理的时间为8～16h；步骤(2)中烘干处理的温度为70～90℃。
[0013]根据上述的制备方法，优选地，所述介孔分子筛为介孔分子筛MCM
‑
41。
[0014]根据上述的制备方法，优选地，所述介孔分子筛MCM
‑
41的制备方法为：
[0015]a、将膨润土进行焙烧活化处理，向焙烧活化后的膨润土中加入氢氧化钠，研磨混匀后在450～550℃煅烧，得到熔融物；熔融物冷却至室温后加水，搅拌混匀后离心分离，收集上清液；
[0016]b、将上清液滴加至十六烷基三甲基溴化铵水溶液中，边滴加边搅拌，使体系中二氧化硅和十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为1:0.2，然后调整体系pH值为9.5～10.5，老化处理1～3h；老化后将体系转入反应釜中在105～120℃进行水热反应，反应时间为20～28h；反应后过滤，收集滤渣，滤渣洗涤至中性后烘干、研磨得到介孔分子筛原粉；
[0017]c、将步骤b制备的介孔分子筛原粉在150～250℃煅烧1～4h，再于500～650℃煅烧6～10h，得到介孔分子筛MCM
‑
41。
[0018]根据上述的制备方法，优选地，步骤a中焙烧活化处理温度为600～700℃，时间为3～6h；膨润土与氢氧化钠质量比为：1:1.2；步骤a中所述煅烧的煅烧时间为1～3h。
[0019]根据上述的制备方法，优选地，步骤b中所述反应釜为带有对位聚苯(PPL)衬套的水热反应釜。
[0020]本专利技术第二方面提供了一种利用上述第一方面所述的制备方法制备的催化材料；该催化材料能够用于降解污染气体。
[0021]本专利技术第三方面提供了一种上述第二方面制备的催化材料在降解污染气体中的应用。
[0022]根据上述的应用，优选地，所述污染气体为甲醛，所述催化材料能在室温下降解甲醛。
[0023]与现有技术相比，本专利技术取得的有益效果如下：
[0024](1)采用本专利技术降解甲醛的催化材料的制备方法能够将锰氧化物和金属钨负载在介孔分子筛上，锰氧化物能够与钨发生协同效应，催化甲醛在室温条件下发生降解生成二氧化碳和水，降低了甲醛降解温度，降解效率高；解决了单独采用锰氧化物降解甲醛存在的反应条件苛刻、需要在较高温度下才能实现甲醛降解的技术难题。
[0025](2)本专利技术以介孔分子筛作为负载基体，介孔分子筛为多孔结构，其本身具有吸附性能，因此，本专利技术通过将锰氧化物和金属钨负载在介孔分子筛上制备的催化材料除了能够实现甲醛的催化分解，同时还能够实现甲醛的吸附，实现甲醛吸附与降解相结合，进一步提高了甲醛的去除效率。
具体实施方式
[0026]以下通过具体的实施例对本专利技术作进一步详细说明，但并不限制本专利技术的范围。
[0027](一)金属盐的种类对制备的催化材料性能的影响：
[0028]为了研究金属盐的种类对制备的催化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降解甲醛的催化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将介孔分子筛加入到硝酸锰溶液中，搅拌混匀，得到混合液，向混合液中加入pH调节剂，调整混合液的pH为碱性；然后向混合液中加入六氯化钨溶液搅拌反应，反应后静置处理，静置结束后收集沉淀物；（2）将步骤（1）制备的沉淀物洗涤、烘干，然后在400℃～500℃煅烧3～6h，得到催化材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述混合液中硝酸锰与六氯化钨的摩尔比为1:（0.05～0.4）。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中采用pH调节剂调节混合液的pH时，将混合液的pH控制在9～10.5，所述pH调节剂为氨水；所述六氯化钨溶液是将六氯化钨溶解在乙醇中制备而成。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述静置处理的时间为8～16h；步骤（2）中烘干处理的温度为70～90℃。5.根据权利要求1～4任一所述的制备方法，其特征在于，所述介孔分子筛为介孔分子筛MCM
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41。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述介孔分子筛MCM
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41的制备方法为：a...

【专利技术属性】
技术研发人员：王今华，张茂亮，朱松梅，白坡，殷会玲，万欣娣，李建伟，杜渐，于兴涛，张焕焕，张春光，李云，石岩岩，白杨，
申请(专利权)人：河南省科学院，
类型：发明
国别省市：