一種室溫下除甲醛和臭氧的催化劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種室溫下除甲醛和臭氧的催化劑MnO2的制備方法，其特征在于，它包括如下步驟：第一、將水溶性錳鹽配制成0.1-2mol/L的溶液；第二、將氧化劑配制成0.05-1mol/L的溶液；第三、將步驟2溶液連續(xù)速度均勻地滴加入步驟1溶液中；第四、將生產(chǎn)的MnO2懸浮液陳化1-10h；第五、陳化后得到的沉淀物用水洗1-5次，抽濾后，在105℃溫度下烘干，然后在200-300℃溫度下焙燒2-10h，既得MnO2催化劑。采用本方法制備的催發(fā)劑MnO2在室溫條件下同時將污染空氣中的有害氣體甲醛和臭氧分解成無害的H2O和CO2，具有無任何有害副產(chǎn)物、去甲醛和臭氧效率高的優(yōu)點。
【專利說明】一種室溫下除甲醛和臭氧的催化劑的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種室溫下除甲醛和臭氧的催化劑Mn02的制備方法。
【背景技術】
[0002]裝修、裝飾引起的室內(nèi)及封閉體系的甲醛污染問題已經(jīng)引起社會各界的極大關注。甲醛為毒性較高的物質，研究表明，短時間接觸甲醛會刺激眼睛、鼻腔和呼吸道而引起過敏反應，長期接觸可增加患癌的可能性。甲醛已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸形物質。由復印機等辦公設備引起的辦公室臭氧污染問題也越來越受到人們的關注。低濃度的臭氧可消毒，但超標的臭氧卻是個無形殺手。臭氧強烈刺激人得呼吸道，造成咽喉腫痛、胸悶咳嗽、引發(fā)支氣管炎和肺氣腫。會造成人得神經(jīng)中毒，頭暈頭痛，視力下降，記憶力衰退。還會破壞人體的免疫功能，誘發(fā)淋巴細胞染色體病變，加速衰老，致使孕婦生畸形兒。為此，中國頒布的《室內(nèi)空氣質量標準》規(guī)定室內(nèi)空氣中甲醛衛(wèi)生標準(最高允許濃度)為
0.08mg/m3,臭氧衛(wèi)生標準(最高允許濃度)為0.16mg/m3。然而,據(jù)調查，中國多數(shù)城市半數(shù)家庭空氣甲醛含量超標，多數(shù)辦公場合空氣污染嚴重，加上現(xiàn)代人約有80%的時間是在室內(nèi)度過的，因此，人們對室內(nèi)空氣中甲醛和臭氧的治理技術進行了各種探討。
[0003]目前對室內(nèi)空氣中甲醛和臭氧的治理方法大多為吸附法和光催化法。然而，對于吸附法，無論是物理吸附還是化學吸附都不能得到滿意的效果，因為當吸附和脫附達到平衡時，吸附劑就會失效或需再生。對于光催化法，由于需要額外的光源，且效率不高，其應用受到很大的限制。催化分解法去除室內(nèi)空氣中的甲醛和臭氧是一種長效的方法。
[0004]美國專利US 5585083發(fā)明了一種Pt/Sn02催化劑去除空氣中甲醛的方法，但是由于催化劑中貴金屬Pt價格昂貴，因此限制了它的應用。中國專利CN1698932A用負載金的稀土氧化物或稀土復合氧化物催化劑，在80-10(TC溫度下能獲得較好的效果，但需要熱能和貴金屬同樣限制了它的應用。CN 101028595采用氧化還原和共沉淀技術制備的錳鈰復合氧化物，需要在100°C溫度下能獲得較好的去除甲醛效果。CN 101053832是CN 101028595發(fā)明的延伸，在錳鈰復合氧化物中添加銀、金、鉬等貴金屬，可在室溫去除甲醛。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種在室溫條件下同時將污染空氣中的有害氣體甲醛和臭氧分解成無害的H20和C02的催化劑Mn02。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明的技術解決方案是，室溫下除甲醛和臭氧的催化劑的制備方法，其特征在于，它包括如下步驟:
[0007]第一、將水溶性錳鹽配制成0.l-2mol/L的溶液；
[0008]第二、將氧化劑配制成0.05-lmol/L的溶液；
[0009]第三、將步驟2溶液連續(xù)速度均勻地滴加入步驟I溶液中；
[0010]第四、將生產(chǎn)的Mn02懸浮液陳化l_10h ；
[0011]第五、陳化后得到的沉淀物用水洗1-5次，抽濾后，在105°C溫度下烘干，然后在200-300°C溫度下焙燒2-10h，既得Mn02催化劑。
[0012]將步驟2溶液連續(xù)滴入步驟I溶液中的速度為步驟2溶液總量的0.1-1.5%/min。
[0013]將步驟2溶液連續(xù)滴入步驟I溶液中的速度為可以先為步驟2溶液總量的
0.1-1% /min的速度連續(xù)穩(wěn)定滴加5-30min，然后再為步驟2溶液總量的0.5-1.5% /min的速度連續(xù)穩(wěn)定滴加直至步驟2溶液滴加完成。
[0014]所述水溶性錳鹽可以為硝酸錳、乙酸錳、硫酸錳或氯化錳中的一種。
[0015]所述氧化劑為可以為高錳酸鉀、過氧化氫或次氯酸鈉中的一種。
[0016]本發(fā)明的室溫下除甲醛和臭氧的催化劑Mn02的有益效果無需外加光、熱、電等能源和化學試劑，在室溫條件下的甲醛、臭氧去除效率遠高于光催化、吸附法和等離子技術，且無任何有害副產(chǎn)物。本發(fā)明提供的催化劑對低濃度甲醛的去除特別有效，去除率高達90%以上，特別適用于室內(nèi)甲醛污染氣體的去除。
【具體實施方式】:
[0017]實施例一
[0018]在5L的玻璃杯中加入IOOOg水，將乙酸錳(294g)加入其中攪拌使之溶解。在另一個5L的玻璃杯中加入2000g水，將高錳酸鉀(126g)加入其中攪拌使之溶解。用滴液漏斗將高錳酸鉀溶液滴加到攪拌中的乙酸錳溶液中，控制滴加速度為300g/min，滴加15min后，控制滴加速度為450g/min直至滴加完成。繼續(xù)攪拌2h后停止攪拌，陳化8h。將所得沉淀物過濾，用去離子水洗滌3次，抽濾得到沉淀物，于105°C烘干，200°C焙燒2h，即得Mn02催化劑。
[0019]該Mn02催化劑BET比表面積為180m2/g。
[0020]催化劑去除甲醛的性能測試在連續(xù)流動的固定床反應器上進行。將催化劑Ig裝載在一個玻璃管中，在室溫(15-25°C )和相對濕度50%條件下，通入含3ppm的甲醛空氣，風速0.5m/s,反應器出口氣體用甲醛檢測儀檢測甲醛濃度。實驗表明:甲醛去除效率為95%。
[0021]催化劑去除臭的性能測試在連續(xù)流動的固定床反應器上進行。將催化劑Ig裝載在一個玻璃管中，在室溫(15-25°C )和相對濕度50%條件下，通入含IOppm的臭氧空氣，風速0.5m/s，反應器出口氣體用臭氧檢測儀檢測臭氧濃度。實驗表明:臭氧去除效率為97%。
[0022]實施例二
[0023]在5L的玻璃杯中加入IOOOg水，將乙酸錳(294g)加入其中攪拌使之溶解。在另一個5L的玻璃杯中加入2000g水，將高錳酸鉀(126g)加入其中攪拌使之溶解。用滴液漏斗將高錳酸鉀溶液滴加到攪拌中的乙酸錳溶液中，控制滴加速度為300g/min直至滴加完成。繼續(xù)攪拌2h后停止攪拌，陳化8h。將所得沉淀物過濾，用去離子水洗滌3次，抽濾得到沉淀物，于105°C烘干，200°C焙燒2h，即得Mn02催化劑。
[0024]該Mn02催化劑BET比表面積為350m2/g。
[0025]甲醛和臭氧的去除效率檢測方法同實施例一，甲醛去除效率96%，臭氧去除效率99%。
[0026]實施例三
[0027]本實施催化劑的制備方法與實施一基本相同，區(qū)別在于:本實施例中可溶性錳鹽更換為硝酸錳、硫酸錳或氯化錳中的一種，結果見表1。
[0028]實施例四
[0029]本實施催化劑的制備方法與實施一基本相同，區(qū)別在于:本實施例中氧化劑為過氧化氫或次氯酸鈉中的一種，結果見表2。
[0030]表1不同水溶性錳鹽對甲醛、臭氧去除效率的影響
[0031]
【權利要求】
1.一種室溫下除甲醛和臭氧的催化劑的制備方法，其特征在于，它包括如下步驟: 第一、將水溶性錳鹽配制成0.l-2mol/L的溶液； 第二、將氧化劑配制成0.05-lmol/L的溶液； 第三、將步驟2溶液連續(xù)速度均勻地滴加入步驟I溶液中； 第四、將生產(chǎn)的Mn02懸浮液陳化1-1Oh ； 第五、陳化后得到的沉淀物用水洗1-5次，抽濾后，在105 °C溫度下烘干，然后在200-300°C溫度下焙燒2-10h，既得Mn02催化劑。
2.按著權利要求1所述的室溫下除甲醛和臭氧的催化劑的制備方法，其特征在于:將步驟2溶液連續(xù)滴入步驟I溶液中的速度為步驟2溶液總量的0.1-1.5% /min。
3.按著權利要求1所述的室溫下除甲醛和臭氧的催化劑的制備方法，其特征在于:將步驟2溶液連續(xù)滴入步驟I溶液中的速度為可以先為步驟2溶液總量的0.1-1%/min的速度連續(xù)穩(wěn)定滴加5-30min，然后再為步驟2溶液總量的0.5-1.5% /min的速度連續(xù)穩(wěn)定滴加直至步驟2溶液滴加完成。
4.按著權利要求1所述的室溫下除甲醛和臭氧的催化劑的制備方法，其特征在于:所述水溶性錳鹽可以為硝酸錳、乙酸錳、硫酸錳或氯化錳中的一種。
5.按著權利要求1所述的室溫下除甲醛和臭氧的催化劑的制備方法，其特征在于:所述氧化劑為可以為高錳酸鉀、過氧化氫或次氯酸鈉中的一種。
【文檔編號】B01D53/66GK103506111SQ201210212852
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月26日 優(yōu)先權日:2012年6月26日
【發(fā)明者】羅平 申請人:羅平