一种室温下除甲醛和臭氧的催化剂的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种室温下除甲醛和臭氧的催化剂MnO2的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：第一、将水溶性锰盐配制成0.1-2mol/L的溶液；第二、将氧化剂配制成0.05-1mol/L的溶液；第三、将步骤2溶液连续速度均匀地滴加入步骤1溶液中；第四、将生产的MnO2悬浮液陈化1-10h；第五、陈化后得到的沉淀物用水洗1-5次，抽滤后，在105℃温度下烘干，然后在200-300℃温度下焙烧2-10h，既得MnO2催化剂。采用本方法制备的催发剂MnO2在室温条件下同时将污染空气中的有害气体甲醛和臭氧分解成无害的H2O和CO2，具有无任何有害副产物、去甲醛和臭氧效率高的优点。
【专利说明】一种室温下除甲醛和臭氧的催化剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种室温下除甲醛和臭氧的催化剂Mn02的制备方法。
【背景技术】
[0002]装修、装饰引起的室内及封闭体系的甲醛污染问题已经引起社会各界的极大关注。甲醛为毒性较高的物质，研究表明，短时间接触甲醛会刺激眼睛、鼻腔和呼吸道而引起过敏反应，长期接触可增加患癌的可能性。甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。由复印机等办公设备引起的办公室臭氧污染问题也越来越受到人们的关注。低浓度的臭氧可消毒，但超标的臭氧却是个无形杀手。臭氧强烈刺激人得呼吸道，造成咽喉肿痛、胸闷咳嗽、引发支气管炎和肺气肿。会造成人得神经中毒，头晕头痛，视力下降，记忆力衰退。还会破坏人体的免疫功能，诱发淋巴细胞染色体病变，加速衰老，致使孕妇生畸形儿。为此，中国颁布的《室内空气质量标准》规定室内空气中甲醛卫生标准(最高允许浓度)为
0.08mg/m3,臭氧卫生标准(最高允许浓度)为0.16mg/m3。然而,据调查，中国多数城市半数家庭空气甲醛含量超标，多数办公场合空气污染严重，加上现代人约有80%的时间是在室内度过的，因此，人们对室内空气中甲醛和臭氧的治理技术进行了各种探讨。
[0003]目前对室内空气中甲醛和臭氧的治理方法大多为吸附法和光催化法。然而，对于吸附法，无论是物理吸附还是化学吸附都不能得到满意的效果，因为当吸附和脱附达到平衡时，吸附剂就会失效或需再生。对于光催化法，由于需要额外的光源，且效率不高，其应用受到很大的限制。催化分解法去除室内空气中的甲醛和臭氧是一种长效的方法。
[0004]美国专利US 5585083发明了一种Pt/Sn02催化剂去除空气中甲醛的方法，但是由于催化剂中贵金属Pt价格昂贵，因此限制了它的应用。中国专利CN1698932A用负载金的稀土氧化物或稀土复合氧化物催化剂，在80-10(TC温度下能获得较好的效果，但需要热能和贵金属同样限制了它的应用。CN 101028595采用氧化还原和共沉淀技术制备的锰铈复合氧化物，需要在100°C温度下能获得较好的去除甲醛效果。CN 101053832是CN 101028595发明的延伸，在锰铈复合氧化物中添加银、金、钼等贵金属，可在室温去除甲醛。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种在室温条件下同时将污染空气中的有害气体甲醛和臭氧分解成无害的H20和C02的催化剂Mn02。
[0006]为达到上述目的，本发明的技术解决方案是，室温下除甲醛和臭氧的催化剂的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤:
[0007]第一、将水溶性锰盐配制成0.l-2mol/L的溶液；
[0008]第二、将氧化剂配制成0.05-lmol/L的溶液；
[0009]第三、将步骤2溶液连续速度均匀地滴加入步骤I溶液中；
[0010]第四、将生产的Mn02悬浮液陈化l_10h ；
[0011]第五、陈化后得到的沉淀物用水洗1-5次，抽滤后，在105°C温度下烘干，然后在200-300°C温度下焙烧2-10h，既得Mn02催化剂。
[0012]将步骤2溶液连续滴入步骤I溶液中的速度为步骤2溶液总量的0.1-1.5%/min。
[0013]将步骤2溶液连续滴入步骤I溶液中的速度为可以先为步骤2溶液总量的
0.1-1% /min的速度连续稳定滴加5-30min，然后再为步骤2溶液总量的0.5-1.5% /min的速度连续稳定滴加直至步骤2溶液滴加完成。
[0014]所述水溶性锰盐可以为硝酸锰、乙酸锰、硫酸锰或氯化锰中的一种。
[0015]所述氧化剂为可以为高锰酸钾、过氧化氢或次氯酸钠中的一种。
[0016]本发明的室温下除甲醛和臭氧的催化剂Mn02的有益效果无需外加光、热、电等能源和化学试剂，在室温条件下的甲醛、臭氧去除效率远高于光催化、吸附法和等离子技术，且无任何有害副产物。本发明提供的催化剂对低浓度甲醛的去除特别有效，去除率高达90%以上，特别适用于室内甲醛污染气体的去除。
【具体实施方式】:
[0017]实施例一
[0018]在5L的玻璃杯中加入IOOOg水，将乙酸锰(294g)加入其中搅拌使之溶解。在另一个5L的玻璃杯中加入2000g水，将高锰酸钾(126g)加入其中搅拌使之溶解。用滴液漏斗将高锰酸钾溶液滴加到搅拌中的乙酸锰溶液中，控制滴加速度为300g/min，滴加15min后，控制滴加速度为450g/min直至滴加完成。继续搅拌2h后停止搅拌，陈化8h。将所得沉淀物过滤，用去离子水洗涤3次，抽滤得到沉淀物，于105°C烘干，200°C焙烧2h，即得Mn02催化剂。
[0019]该Mn02催化剂BET比表面积为180m2/g。
[0020]催化剂去除甲醛的性能测试在连续流动的固定床反应器上进行。将催化剂Ig装载在一个玻璃管中，在室温(15-25°C )和相对湿度50%条件下，通入含3ppm的甲醛空气，风速0.5m/s,反应器出口气体用甲醛检测仪检测甲醛浓度。实验表明:甲醛去除效率为95%。
[0021]催化剂去除臭的性能测试在连续流动的固定床反应器上进行。将催化剂Ig装载在一个玻璃管中，在室温(15-25°C )和相对湿度50%条件下，通入含IOppm的臭氧空气，风速0.5m/s，反应器出口气体用臭氧检测仪检测臭氧浓度。实验表明:臭氧去除效率为97%。
[0022]实施例二
[0023]在5L的玻璃杯中加入IOOOg水，将乙酸锰(294g)加入其中搅拌使之溶解。在另一个5L的玻璃杯中加入2000g水，将高锰酸钾(126g)加入其中搅拌使之溶解。用滴液漏斗将高锰酸钾溶液滴加到搅拌中的乙酸锰溶液中，控制滴加速度为300g/min直至滴加完成。继续搅拌2h后停止搅拌，陈化8h。将所得沉淀物过滤，用去离子水洗涤3次，抽滤得到沉淀物，于105°C烘干，200°C焙烧2h，即得Mn02催化剂。
[0024]该Mn02催化剂BET比表面积为350m2/g。
[0025]甲醛和臭氧的去除效率检测方法同实施例一，甲醛去除效率96%，臭氧去除效率99%。
[0026]实施例三
[0027]本实施催化剂的制备方法与实施一基本相同，区别在于:本实施例中可溶性锰盐更换为硝酸锰、硫酸锰或氯化锰中的一种，结果见表1。
[0028]实施例四
[0029]本实施催化剂的制备方法与实施一基本相同，区别在于:本实施例中氧化剂为过氧化氢或次氯酸钠中的一种，结果见表2。
[0030]表1不同水溶性锰盐对甲醛、臭氧去除效率的影响
[0031]
【权利要求】
1.一种室温下除甲醛和臭氧的催化剂的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤: 第一、将水溶性锰盐配制成0.l-2mol/L的溶液； 第二、将氧化剂配制成0.05-lmol/L的溶液； 第三、将步骤2溶液连续速度均匀地滴加入步骤I溶液中； 第四、将生产的Mn02悬浮液陈化1-1Oh ； 第五、陈化后得到的沉淀物用水洗1-5次，抽滤后，在105 °C温度下烘干，然后在200-300°C温度下焙烧2-10h，既得Mn02催化剂。
2.按着权利要求1所述的室温下除甲醛和臭氧的催化剂的制备方法，其特征在于:将步骤2溶液连续滴入步骤I溶液中的速度为步骤2溶液总量的0.1-1.5% /min。
3.按着权利要求1所述的室温下除甲醛和臭氧的催化剂的制备方法，其特征在于:将步骤2溶液连续滴入步骤I溶液中的速度为可以先为步骤2溶液总量的0.1-1%/min的速度连续稳定滴加5-30min，然后再为步骤2溶液总量的0.5-1.5% /min的速度连续稳定滴加直至步骤2溶液滴加完成。
4.按着权利要求1所述的室温下除甲醛和臭氧的催化剂的制备方法，其特征在于:所述水溶性锰盐可以为硝酸锰、乙酸锰、硫酸锰或氯化锰中的一种。
5.按着权利要求1所述的室温下除甲醛和臭氧的催化剂的制备方法，其特征在于:所述氧化剂为可以为高锰酸钾、过氧化氢或次氯酸钠中的一种。
【文档编号】B01D53/66GK103506111SQ201210212852
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月26日 优先权日:2012年6月26日
【发明者】罗平 申请人:罗平