一种无定形锰氧化物及其制备方法和应用与流程

本公开涉及空气净化，具体地，涉及一种无定形锰氧化物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、甲醛是典型的室内污染物，而且被世卫组织国际癌症研究机构(iarc)分为一级致癌物，甲醛具有对人体危害大，排放周期长等特点。地面空气中的臭氧是光化学烟雾的主要成分。地表面附近的臭氧是由机动车、发电厂和化工厂等污染源排放出的两种空气污染物，即：挥发性有机化合物(vocs)和氮氧化物(nox)在太阳光照射下发生光化学反应生成的。

2、市面除甲醛或除臭氧材料大多具有单一功能，除甲醛或除臭氧催化剂一般是通过胶粘或者原位生长等方式负载到载体上，胶粘方式在催化剂浆液中加入胶粘剂，会降低催化剂活性，原位生长方式，载体受限，生产效率低，难以大规模生产。

技术实现思路

1、本公开的目的在于提供一种具有良好的粘接性、合成时间短、生产效率高并能有效去除甲醛和臭氧的净化材料。

2、为了实现上述目的，本公开的第一方面提供了一种无定形锰氧化物的制备方法，包括以下步骤：制备高锰酸盐和碱的混合溶液；在所述混合溶液中加入锰源，进行混合处理得到反应液；将所述反应液进行离心处理得到沉淀物，将所述沉淀物进行洗涤处理得到无定形锰氧化物；其中，所述混合溶液中mno4-与oh-的摩尔比为1：2.0～4.0；所述二价锰源加入的物质的量与所述混合溶液中oh-的摩尔比为1：0.5～3。

3、可选地，所述混合溶液中mno4-与oh-的摩尔比为1：1.5～2.5；所述二价锰源加入的物质的量与所述混合溶液中oh-的摩尔比为1：1～2。

4、可选地，所述混合溶液中，高锰酸盐的质量浓度为0.05～0.15kg/l，碱的质量浓度为0.05～0.15kg/l；所述高锰酸盐选自高锰酸钾、高锰酸钠和高锰酸铵中的至少一种，所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾和氨水中的至少一种。

5、可选地，所述锰源为二价锰盐的水溶液，所述二价锰盐选自硫酸锰、氯化锰和硝酸锰中的至少一种。

6、可选地，mn2+加入的物质的量与混合溶液中mno4-的物质的量之比为0.3～2：0.25～0.5；所述二价锰盐的水溶液的质量浓度为0.05～0.15kg/l。

7、可选地，所述混合处理的条件包括：搅拌速度为100～500r/min，反应时间为0.5～10h，反应温度为10～40℃；所述离心处理的条件包括：离心速率为300～600r/min，时间为0.5～10h，温度为10～40℃。

8、可选地，所述混合处理的时间为1～2h。

9、可选地，所述制备高锰酸盐和碱的混合溶液的步骤包括：在搅拌的状态下，将高锰酸盐和碱依次加入去离子水中，其中，所述搅拌的速率为100～300r/min，温度为10～40℃。

10、本公开的第二方面提供一种净化材料，所述净化材料包括无定型锰氧化物，所述无定型锰氧化物通过前述的无定形锰氧化物的制备方法制备得到。

11、可选地，所述基材为多孔吸附材料，所述多孔吸附材料的孔径为2～50nm，孔隙率为0.3～0.7，比表面积为300～1000m2/g。

12、可选地，所述净化材料的制备方法包括：将所述无定型锰氧化物加入水中，搅拌得到锰氧化物浆液；将所述锰氧化物浆液涂覆于基材表面。

13、本公开的第三方面提供前述的无定形锰氧化物或前述的净化材料在催化氧化甲醛和/或臭氧方面的应用。

14、本公开的第四方面提供一种滤芯，所述滤芯包括滤芯支架和设置在所述支架上的过滤基材，所述过滤基材表面的无定型锰氧化物，所述无定型锰氧化物通过前述的无定形锰氧化物的制备方法制备得到。

15、本公开的第五方面提供一种空气处理设备，所述空气处理设备为空气净化器、加湿器、暖风机、电暖器中的任一种，还包括：空气滤芯，所述空气滤芯包括滤芯支架和设置在所述支架上的过滤基材，所述过滤基材表面的无定型锰氧化物，所述无定型锰氧化物通过前述的无定形锰氧化物的制备方法制备得到。

16、通过上述技术方案，本公开的无定形锰氧化物的制备方法合成时间短，生产效率高，易于大规模生产，由无定形锰氧化物制备的浆液粘性好，涂敷时不额外添加胶粘剂，产品活性位不受影响，可保持较高催化活性，本公开的无定型锰氧化物可直接涂敷于基材或组件表面用于去除甲醛和臭氧，应用于空气净化器、加湿器、电风扇、暖风机、电暖器、新风机等产品中，还可应用于中央空调滤网和车用空调滤网，具有广泛的应用前景。

17、本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种无定形锰氧化物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中mno4-与oh-的摩尔比为1：1.5～2.5；所述二价锰源加入的物质的量与所述混合溶液中oh-的摩尔比为1：1～2。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中，高锰酸盐的质量浓度为0.05～0.15kg/l，碱的质量浓度为0.05～0.15kg/l；所述高锰酸盐选自高锰酸钾、高锰酸钠和高锰酸铵中的至少一种，所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾和氨水中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二价锰源为二价锰盐的水溶液，所述二价锰盐选自硫酸锰、氯化锰和硝酸锰中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述二价锰盐的水溶液的质量浓度为0.05～0.15kg/l。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合处理的条件包括：搅拌速度为100～500r/min，反应时间为0.5～10h，反应温度为10～40℃；所述离心处理的条件包括：离心速率为300～600r/min，时间为0.5～10h，温度为10～40℃。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述混合处理的时间为1～2h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备高锰酸盐和碱的混合溶液的步骤包括：在搅拌的状态下，将高锰酸盐和碱依次加入去离子水中，其中，所述搅拌的速率为100～300r/min，温度为10～40℃。

9.一种净化材料，其特征在于，所述净化材料包括基材和涂敷在所述基材表面的无定型锰氧化物，所述无定型锰氧化物通过权利要求1-8任意一项所述的无定形锰氧化物的制备方法制备得到。

10.根据权利要求9所述的净化材料，其特征在于，所述基材为多孔吸附材料，所述多孔吸附材料的孔径为2～50nm，孔隙率为0.3～0.7，比表面积为300～1000m2/g。

11.根据权利要求9所述的净化材料，其特征在于，所述净化材料的制备方法包括：将所述无定型锰氧化物加入水中，搅拌得到锰氧化物浆液；将所述锰氧化物浆液涂覆于基材表面。

12.权利要求1-8任意一项所述的无定形锰氧化物或权利要求9-11任意一项所述的净化材料在催化氧化甲醛和/或臭氧方面的应用。

13.一种滤芯，其特征在于，所述滤芯包括滤芯支架和设置在所述支架上的过滤基材，所述过滤基材表面的无定型锰氧化物，所述无定型锰氧化物通过权利要求1-8任意一项所述的无定形锰氧化物的制备方法制备得到。

14.一种空气处理设备，所述空气处理设备为空气净化器、加湿器、暖风机、电暖器中的任一种，其特征在于，还包括：空气滤芯，所述空气滤芯包括滤芯支架和设置在所述支架上的过滤基材，所述过滤基材表面的无定型锰氧化物，所述无定型锰氧化物通过权利要求1-8任意一项所述的无定形锰氧化物的制备方法制备得到。

技术总结
本公开涉及一种无定形锰氧化物及其制备方法和应用，其中，无定形锰氧化物的制备方法包括以下步骤：制备高锰酸盐和碱的混合溶液；在所述混合溶液中加入二价锰源，进行混合处理得到反应液；将所述反应液进行离心处理和洗涤处理，得到无定形锰氧化物；其中，所述混合溶液中MnO<subgt;4</subgt;<supgt;‑</supgt;与OH<supgt;‑</supgt;的摩尔比为1：2.0～4.0；所述二价锰源加入的物质的量与所述混合溶液中OH<supgt;‑</supgt;的摩尔比为1：0.5～3。本公开的无定形锰氧化物的制备方法合成时间短，生产效率高，易于大规模生产，由无定形锰氧化物制备的浆液粘性好，涂敷时不额外添加胶粘剂，产品活性位不受影响，可保持较高催化活性。

技术研发人员：马晓聪
受保护的技术使用者：北京小米移动软件有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11