【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及空气净化领域，具体地，涉及一种用于脱除挥发性杂质的催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、vocs包括非甲烷碳氢化合物(简称nmhcs)、含氧有机化合物、卤代烃、含氮有机化合物、含硫有机化合物等几大类。大多数vocs具有令人不适的特殊气味，并具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用，特别是苯、甲苯及甲醛等对人体健康会造成很大的伤害。甲醛是挥发性有机化合物vocs(volatile organic compounds)中最主要的一种，在我国有毒化学品控制名单中位列第2名。它的来源很广，不仅来源于装修时使用的木质材料、地板材料以及涂料等装修材料，还有容易被忽略的化妆品、清洁剂、未完全燃烧的烟叶、纺织纤维等同样含有甲醛。甲醛对人体的危害很大，当发生急性中毒时，会出现咽喉灼痛、恶心乏力、呼吸困难和肺水肿等症状；发生慢性中毒时，则会出现皮肤瘙痒、咳嗽和胸闷气短等症状；如果长期接触低剂量的甲醛，会表现出肌体免疫功能下降、引起神经衰弱导致记忆力衰退、引发慢性呼吸道疾病，严重者会引其血液病，诱发白血病。据相关统计，装修后1～6个月大部分住宅室内甲醛超标率高达80％；装修3年后仍有部分住宅室内甲醛超标率高达50％以上。由此可见，甲醛危害已经不容忽视，它的治理问题已经成为人们关注的焦点，如何快速、高效减小甲醛对人体的危害已经成为人们迫切需要解决的难题。cn105964289a提供了一种室温除甲醛的催化剂及其制备方法，在钛酸四丁酯改性的载体上负载ag-pt达到室温脱除甲醛的目的；但该方法提供的催化剂由于选用贵金属，经济性较差，不具备大规模商
2、cn107983320a提供了一种除甲醛的双功能薄膜的制备方法和应用，描述了稀土元素硝酸盐修饰的活性炭载体负载锰，以静电丝溶液制备薄膜，该薄膜同时具备吸附和催化氧化作用，可以完成除甲醛的效果。
3、cn110624403a提供了一种除甲醛和去除异味的滤网，以含锰、铁和草酸盐溶液水热合成得到锰催化剂，再将其溶于氧化硅溶凝胶中，喷涂到滤网上干燥后实现室温除甲醛功能。
4、然而以上专利提供的室温除甲醛催化剂，由于其经济性差、制备方法复杂、可操作性差，并不适合大规模使用。在民用室温除甲醛领域，需要具备以下基本特征，首先除甲醛能力强，空气质量标准要求家居环境的甲醛含量不能高于0.1mg/m3，由于室温除甲醛催化剂应用条件限制，要求其具有极高的反应活性才能达到要求；其次，催化剂强度高，室温除甲醛剂需用于楼宇、写字楼、医院、商城等大型场所的吸附净化装置上，其空速大，催化剂强度必须适应大空速下的冲击强度要求；第三，寿命长，除甲醛剂由于机理原因，往往随着反应进行除醛效率变低，甚至会完全失效，因此，室温除醛剂需具备在室温下可再生能力，以满足长周期使用的要求。
5、因此，针对现有技术的不足，亟需提供一种能够用于脱除气体中甲醛、甲苯等挥发性杂质，并且脱除效率高、强度大、效果稳定的催化剂及净化材料。
技术实现思路
1、本公开的目的在于提供一种具有强氧化性、强吸附性，能够稳定脱除挥发性杂质的催化剂。
2、为了实现上述目的，本公开提供了一种用于脱除挥发性杂质的催化剂，所述催化剂含有载体和活性成分，所述载体含有硅改性的锰氧化物，所述活性成分含有铜氧化物；
3、其中，以所述活性成分的总重量为基准，所述活性成分中以cu2o形式存在的铜氧化物含量为10-65wt％，优选为15-60wt％。
4、可选地，以所述催化剂的干基重量为基准，所述载体的含量为70-99.6wt％，所述活性成分的含量为0.4-30wt％；
5、优选地，以所述催化剂的干基重量为基准，所述载体的含量为90-99wt％，所述活性成分的含量为1-10wt％。
6、可选地，所述锰氧化物为选自α-mno2、β-mno2、γ-mno2、mno、mn3o4、mn2o3、水钠锰矿、布赛尔矿、水羟锰矿、锰钡矿、锰钾矿和钙锰矿中的一种或几种；
7、所述硅改性的锰氧化物中，硅元素与锰元素的重量比为1：(5-35)，优选为1：(6-30)；优选地，所述铜氧化物还含有cuo。
8、可选地，所述催化剂的bet比表面积为60-200m2/g，优选为80-180m2/g；孔容积为0.3-1.0cm3/g，优选为0.4-0.8cm3/g。
9、可选地，所述挥发性杂质包括甲醛、甲苯、二甲苯和甲醇中的至少一种。
10、另一方面，本公开提供了一种制备用于脱除挥发性杂质的催化剂的方法，该方法包括以下步骤：
11、将含有酸、还原剂、铜源和氧化态锰源的混合物进行水热反应，得到沉淀，并将所述沉淀进行干燥处理，得到干燥产物；
12、将有机硅改性剂与所述干燥产物接触进行分散和原位水解，并且进行干燥。
13、可选地，所述分散和原位水解过程包括：
14、将含有所述有机硅改性剂、所述干燥产物和有机溶剂的第一物料进行回流加热，得到分散后的物料，将所述分散后的物料与水和/或乙醇接触；
15、或者所述原位水解的操作包括：将含有有机硅改性剂、所述干燥产物、水和有机溶剂的第二物料进行回流加热；
16、相对于1重量份的所述有机硅改性剂，所述有机溶剂的用量为5-10重量份；
17、所述有机溶剂为选自甲苯、乙醇、氨水、丙醇和环己烷中的一种或几种；所述回流加热的条件包括：回流温度为60-150℃，回流时间为4-30h；所述干燥的条件包括：温度为80-200℃，时间为2-30h。
18、可选地，所述有机硅改性剂为硅烷偶联剂和/或硅氧烷偶联剂，所述酸为有机酸和/或无机酸，所述还原剂为有机酸和/或还原态锰源，所述有机酸为选自草酸、乙酸中的一种或几种，优选为草酸；
19、可选地，所述氧化态锰源为含有七价锰的锰化合物，优选选自高锰酸钾、锰酸钾和高锰酸钠中的一种或几种；
20、所述还原态锰源为含有二价锰的锰化合物，优选选自草酸锰、乙酸锰和氯化锰中的一种或几种；
21、所述铜源为选自硝酸铜、硫酸铜和氯化铜中的一种或几种，优选为硫酸铜；
22、所述氧化态锰源、酸、还原剂、铜源和有机硅改性剂的重量比为1：(0.1-3)：(0.4-1)：(0.05-0.5)：(0.01-0.3)，优选为1：(0.5-0.9)：(0.1-2)：(0.07-0.4)：(0.02-0.25)。
23、可选地，所述水热反应的条件包括：反应温度为50-200℃，优选为70-150℃；反应时间为2-48h，优选为6-24h；
24、可选地，所述干燥处理的条件包括：干燥温度为80-200℃，优选为100-150℃；干燥时间为0.5-12h，优选为1-8h。
25、另一方面，本公开提供了一种用于脱除挥发性杂质的净化材料，所述净化材料包括上述催化剂和载体；
26、可选地，以所述净化材料的干基重量为基准，所述催化剂的含量为5-本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于脱除挥发性杂质的催化剂，其特征在于，所述催化剂含有载体和活性成分；所述载体含有硅改性的锰氧化物，所述活性成分含有铜氧化物；
2.根据权利要求1所述的催化剂，其中，以所述催化剂的干基重量为基准，所述载体的含量为70-99.6wt％，所述活性成分的含量为0.4-30wt％；
3.根据权利要求1所述的催化剂，其中，所述锰氧化物为选自α-MnO2、β-MnO2、γ-MnO2、MnO、Mn3O4、Mn2O3、水钠锰矿、布赛尔矿、水羟锰矿、锰钡矿、锰钾矿和钙锰矿中的一种或几种；
4.根据权利要求1所述的催化剂，其中，所述催化剂的BET比表面积为60-200m2/g，优选为80-180m2/g；孔容积为0.3-1.0cm3/g，优选为0.4-0.8cm3/g。
5.根据权利要求1所述的催化剂，其中，所述挥发性杂质包括甲醛、甲苯、二甲苯和甲醇中的至少一种。
6.一种制备用于脱除挥发性杂质的催化剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述分散和原位水解的操作包括：将含有所述有
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述有机硅改性剂为硅烷偶联剂和/或硅氧烷偶联剂，所述酸为有机酸和/或无机酸，所述还原剂为有机酸和/或还原态锰源，所述有机酸为选自草酸、乙酸中的一种或几种，优选为草酸；
9.一种用于脱除挥发性杂质的净化材料，其特征在于，所述净化材料包括权利要求1-8中任一项所述的催化剂和载体；
10.根据权利要求9所述的净化材料，其中，所述净化材料通过包括以下步骤的方法制备得到：
...【技术特征摘要】
1.一种用于脱除挥发性杂质的催化剂，其特征在于，所述催化剂含有载体和活性成分；所述载体含有硅改性的锰氧化物，所述活性成分含有铜氧化物；
2.根据权利要求1所述的催化剂，其中，以所述催化剂的干基重量为基准，所述载体的含量为70-99.6wt％，所述活性成分的含量为0.4-30wt％；
3.根据权利要求1所述的催化剂，其中，所述锰氧化物为选自α-mno2、β-mno2、γ-mno2、mno、mn3o4、mn2o3、水钠锰矿、布赛尔矿、水羟锰矿、锰钡矿、锰钾矿和钙锰矿中的一种或几种；
4.根据权利要求1所述的催化剂，其中，所述催化剂的bet比表面积为60-200m2/g，优选为80-180m2/g；孔容积为0.3-1.0cm3/g，优选为0.4-0.8cm3/g。
5.根据权利要求1所述的催化剂，其中，所述挥发性杂质包括甲...
【专利技术属性】
技术研发人员：晋超，李明丰，沈宇，褚阳，朱强强，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。