一种仿生催化去除甲醛的空气净化器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种空气净化器，尤其是一种仿生催化去除甲醛的空气净化器，属于 日常生活防护用品领域。
【背景技术】
[0002] 甲醛是目前居室的最大污染源。甲醛（分子式：HCHO)亦称蚁醛，是最简单的醛类， 通常情况下是一种可燃、无色及有刺激性的气体。易溶于水、醇和醚。甲醛为较高毒性的物 质，已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致 突变物之一。长期接触低剂量甲醛可引起慢性呼吸道疾病，引起鼻咽癌、结肠癌、脑瘤、月经 紊乱、细胞核的基因突变，DNA单链内交连和DNA与蛋白质交连及抑制DNA损伤的修复、妊 娠综合症、引起新生儿染色体异常、白血病，引起青少年记忆力和智力下降。在所有接触者 中，儿童和孕妇对甲醛尤为敏感，危害也就更大，浓度更高时可引起恶心呕吐，咳嗽胸闷，气 喘、肺水肿、甚至会立即致人死亡。
[0003] 居室内甲醛的主要来源是室内装修和购买家具。由于装修和家具制造要使用大 量人造板材（如胶合板、大芯板、中纤板、刨花板、强化地板和复合木地板等），而生产人造 板需大量使用以甲醛为原料制造的胶粘剂，由于胶粘剂中的甲醛释放期很长，一般长达15 年，导致甲醛成为室内空气中的主要污染物。
[0004] 为了消除室内甲醛对人体的危害，需要选购适当空气净化器来解决这个问题。所 谓空气净化器是一种能净化空气的一种工具。即通过自身的风机或者外界的风机使室内的 空气不断经过空气净化器，污浊的空气在经过净化模块时，通过活性炭网、高压静电、光催 化，电催化等技术，逐渐将空气中的有毒气体和颗粒物质去除，最后干净的空气由出风口送 出。空气净化器按照净化技术可分为物理吸附、光催化、化学络合、负离子等技术。
[0005] 从市场现有空气净化器来看，去除甲醛的功能不尽人意，或多或少存在下列问题： 1、去除能力有限而且速度很慢，例如吸附剂吸附法；2、去除能力强但会引起环境的二次污 染，例如臭氧氧化法和化学络合法；3、去除能力强但构造复杂动力消耗大，成本高昂，例如 光催化法。
[0006] 金属酞菁是一种结构类似金属卟啉，具有大π共轭结构的化合物，它有很好的化 学稳定性且可合成多种金属酞菁衍生物，作为催化剂有很大的应用前景。金属酞菁负载到 载体上，可以实现金属酞菁异相催化的优点，活性碳纤维材料是一类可传导电子的纤维材 料，同时具有较强的吸附作用。将金属酞菁负载到活性碳纤维上，可以将甲醛高效吸附去 除，通过电催化可以原位分解甲醛，实现再生。
【发明内容】
[0007] 本发明要解决的技术问题是克服上述【背景技术】的不足，目的是提供一种能快速高 效去除甲醛并且环境友好、耗电低、快速高效去除甲醛的空气净化器。
[0008] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0009] 一种仿生催化去除甲醛的空气净化器，包括壳体，壳体上方设有至少一个空气进 气口，壳体下方侧面设有至少一个出气口；壳体内由上而下依次设置高效过滤层、鼓风机、 高压导管、安装于高压导管内的空气质量检测器和电催化净化装置，高压导管一端与鼓风 机相连，另一端连接单向导气阀门A和单向导气阀门B，单向导气阀门B与电催化净化装置 的箱底相连，鼓风机将外界空气经过高压导管导入后，由单向导气阀门B进入电催化净化 装置后从出气口排出。
[0010] 所述电催化净化装置包括阳极平板、阴极平板、电催化液和细密金属网，阴阳两级 间距离为l-6cm。
[0011] 所述阳极平板为高纯石墨，阴极平板为负载金属酞菁催化剂的活性碳纤维，其外 部用细密金属网固定。
[0012] 所述电催化净化装置的输入电压为4-20V，输入电流5mA-2A。所述电催化液选用 硫酸钠溶液，浓度为3-5 %。
[0013] 所述负载金属酞菁催化剂的活性碳纤维，是含吡啶基团的改性碳纤维与金属酞菁 之间是通过配位键方式结合，使用的金属酞菁特征具有式1结构，其中可以是锰、铁、钴、 镍、铜过渡金属离子；札、R 2、R3、R4分别为-H、-NH 2、-COOH、-N02、-NHCOCH3、-NHS03H、-SO 3H 中 的任意一种，
[0014]
【主权项】
1. 一种仿生催化去除甲醒的空气净化器，包括壳体（13)，其特征在于；壳体（13)上方 设至少一个空气进气口，壳体（13)下方侧面设至少一个出气口巧）；壳体内由上而下依次 设置高效过滤层（1)、鼓风机（2)、高压导管（3)、安装于高压导管（3)内的空气质量检测器 (4)和电催化净化装置，所述高压导管连接单向导气阀口 A (5)和单向导气阀口 B化），单向 导气阀口 B(6)与电催化净化装置的箱底相连，鼓风机（2)将外界空气经过高压导管（3)导 入后，由单向导气阀口 B(6)进入电催化净化装置处理后从出气口排出。
2. 根据权利要求1所述仿生催化去除甲醒的空气净化器，其特征在于所述电催化净 化装置包括阳极平板、阴极平板、电催化液（12)和细密金属网（11)，阴阳两级间距离为 l-6cm。
3. 根据权利要求2所述仿生催化去除甲醒的空气净化器，其特征在于所述阳极平板为 高纯石墨（14)，阴极平板为负载金属献菁催化剂的活性碳纤维（10)，其外部用细密金属网 (11) 固定。
4. 根据权利要求2所述仿生催化去除甲醒的空气净化器，其特征在于所述电催化净化 装置的输入电压为4-20V，输入电流为5mA-2A。
5. 根据权利要求2所述仿生催化去除甲醒的空气净化器，其特征在于所述电催化液 (12) 选用硫酸钢溶液，浓度为3-5%。
6. 根据权利要求3所述仿生催化去除甲醒的空气净化器，其特征在于所述负载金属献 菁催化剂的活性碳纤维，是含化晚基团的改性碳纤维与金属献菁之间是通过配位键方式结 合，使用的金属献菁特征具有式1结构，其中；M是铺、铁、钻、镶、铜过渡金属离子；Ri、R2、R3、 R4分别为-H、-NH 2、-COOH、-N02、-NHCOCH3、-NHSO3H、-SO3H 中的任意一种，
所述的碳纤维直径在0.2-20 ym之间，碳纤维形状是长丝状、短纤维状W及短切纤维 状的碳纤维或活性碳纤维；碳纤维是预氧丝、碳化丝、成品丝；所述负载的金属献菁质量百 分数为0. 08-8%，负载的化晚基团的质量分数为0. 2-15%。
7. 根据权利要求6所述仿生催化去除甲醒的空气净化器，其特征在于所述负载金属 献菁催化剂的活性碳纤维的制备方法是；在反应温度为60-100°C的条件下，将碳纤维分散 于溶剂中，将充分溶解在溶剂中的4-氨基化晚和缩合剂加入其中，揽拌反应2-48小时，反 应完成后取出含化晚基团的改性碳纤维，分别使用反应溶剂、N，N-二甲基甲酷胺、水、己
醇洗漆，80-100°C烘干得改性碳纤维；接着在反应温度为40-80°C的条件下，将改性碳纤维 分散于溶剂中，将充分溶解在溶剂中的金属献菁加入其中，揽拌反应2-48小时，反应完成 后取出负载有金属献菁的碳纤维，分别使用反应溶剂、N，N-二甲基甲酷胺、水、己醇洗漆， 80-10(TC烘干得仿生催化碳纤维。
8. 根据权利要求3所述仿生催化去除甲醒的空气净化器，其特征在于所述负载金属献 菁催化剂的活性碳纤维的制备方法是；在反应温度为50-10(TC的条件下，将活性碳纤维分 散于溶剂中，将充分溶解在溶剂中二氨基二苯二硫離和缩合剂加入其中，揽拌反应2-48小 时，反应完成后取出负载有二苯二硫離的活性碳纤维，分别使用反应溶剂、N，N-二甲基甲酷 胺、水、己醇、丙酬洗漆，60-100°C烘干得含二苯二硫離基团的改性活性碳纤维；接着在反应 温度为20-6(TC的条件下，将含二苯二硫離基团的改性活性碳纤维分散于溶剂中，将充分溶 解在溶剂中的=苯基麟加入其中，揽拌反应2-12小时，反应完成后取出，分别使用反应溶 剂、N，N-二甲基甲酷胺、7长、己醇、丙酬洗漆，60-100°C烘干得含苯硫酪基团的改性活性碳纤 维；然后在反应温度为40-80°C的条件下，将含苯硫酪基团的改性活性碳纤维分散于溶剂 中，将充分溶解在溶剂中的金属献菁和有机碱加入其中，揽拌反应2-48小时，反应完成后 取出负载有金属献菁的活性碳纤维，分别使用反应溶剂、N，N-二甲基甲酷胺、水、己醇洗漆， 20-10(TC烘干制得配位键合金属献菁的催化活性碳纤维。
9. 根据权利要求8所述仿生催化去除甲醒的空气净化器，其特征在于所述有机碱是己 醇胺、二己醇胺或=己胺。
10. 根据权利要求7或8所述仿生催化去除甲醒的空气净化器，其特征在于所述缩合剂 是亚硝酸异戊醋；所述溶剂是；N，N-二甲基甲酷胺、二甲基亚讽、己膳、无水己醇、N-甲基化 咯烧酬、N，N-二甲基己酷胺或者四氨快喃。
【专利摘要】一种仿生催化去除甲醛的空气净化器，包括器体，器体上方设至少一个空气进气口，器体下方侧面设至少一个出气口；器体内由上而下依次设置高效过滤层、鼓风机、高压导管、安装于高压导管内的空气质量检测器和电催化净化装置，所述高压导管连接单向导气阀门A和单向导气阀门B，单向导气阀门B与电催化净化装置的箱底相连，鼓风机将外界空气经过高压导管导入后，由单向导气阀门B进入电催化净化装置处理后从出气口排出。它采用的仿生电催化方法解决了传统吸附法除甲醛的吸附饱和的问题，采用吸附富集和原位电催化方法去除甲醛，方法新颖，并且设计简单，可以产业化生产，同时产品实用性强，能解人们的燃眉之急。
【IPC分类】B01J31-22, B01D53-72, B01D53-86, B01D53-02
【公开号】CN104587793
【申请号】CN201510001136
【发明人】谌兴华, 吕汪洋, 王宇, 林承浩, 梁苏亮, 张旭倩, 陈文兴
【申请人】浙江理工大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月3日