本發(fā)明涉及一種甲醛催化材料，尤其是涉及一種常溫催化氧化甲醛材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：甲醛是一種對(duì)眼睛及呼吸道粘膜有很強(qiáng)刺激性的氣體污染物，長(zhǎng)期吸入可導(dǎo)致癌變、呼吸道疾病、降低人體免疫力及多種疾病。甲醛污染主要來源于裝修或家具中的人造板、油漆中，是深層污染。研究表明：長(zhǎng)期接觸低濃度甲醛可引起慢性呼吸道疾病，引起鼻咽癌、結(jié)腸癌、腦瘤、月經(jīng)紊亂、細(xì)胞核的基因突變，dna單鏈內(nèi)交連和dna與蛋白質(zhì)交連及抑制dna損傷的修復(fù)、妊娠綜合癥，引起新生兒染色體異常、白血病，引起青少年記憶力和智力下降。在所有接觸者中，兒童和孕婦最易受甲醛侵害，危害也較為嚴(yán)重。甲醛為較高毒性的物質(zhì)，在我國(guó)有毒化學(xué)品優(yōu)先控制名單上甲醛高居第二位。甲醛已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸形物質(zhì)，是公認(rèn)的變態(tài)反應(yīng)源，也是潛在的強(qiáng)致突變物之一。被人們?cè)谏钪蟹Q為“隱形殺手”的甲醛，由于其釋放周期可長(zhǎng)達(dá)15年，一般的清除方法很難將其徹底清除。目前常用的凈化方法包括活性炭吸附法和催化劑催化分解法?；钚蕴侩m然在一定時(shí)間內(nèi)對(duì)甲醛具有較強(qiáng)的吸附能力，但很容易發(fā)生吸附飽和，溫度升高后還會(huì)脫附，造成二次污染。催化劑雖然可以長(zhǎng)期穩(wěn)定的去除甲醛，但單位時(shí)間處理量有限、價(jià)格昂貴。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能提高甲甲醛處理效率、延長(zhǎng)使用壽命的常溫催化氧化甲醛材料及其制備方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種常溫催化氧化甲醛材料，包括活性炭顆粒，所述的活性炭顆粒外表面涂覆有由活性組分懸浮液、粘結(jié)劑和還原劑組成的涂覆液，其中所述的活性炭顆粒、活性組分懸浮液、粘結(jié)劑和還原劑的質(zhì)量比為10～100：5～10：0.1～0.5：0.5～1，所述的活性組分懸浮液由鉑化合物、硝酸鹽、二氧化鈦和水按質(zhì)量比0.3～0.6：0.5～1：50～80：400～500的比例混合而成。所述的活性炭顆粒由活性炭粉、生物堿、結(jié)構(gòu)粘合助劑、結(jié)構(gòu)潤(rùn)滑助劑和水按質(zhì)量比2：1～4.5：0.1～2.5：0.05～0.2：2的比例混合而成。所述的活性炭粉為煤質(zhì)碳粉、竹碳粉、椰殼活性炭粉和木質(zhì)活性炭粉中至少一種；所述的生物堿為荷葉堿、辣椒堿、鎖陽生物堿和桑葉dnj中的至少一種；所述的結(jié)構(gòu)粘合助劑為活性氧化鋁、凹凸棒黏土、高嶺土和甲基纖維素中的至少一種；所述的結(jié)構(gòu)潤(rùn)滑助劑為聚丙烯酰胺、硬脂酸和甘油中的至少一種。所述的還原劑為質(zhì)量濃度為5wt％的甲醛溶液、質(zhì)量濃度為20wt％的檸檬酸鈉或者質(zhì)量濃度為1wt％的硼氫化鈉溶液；所述的粘結(jié)劑為聚乙烯醇、擬薄水鋁石、水玻璃、硅溶膠和鋁溶膠中的至少一種；所述的鉑化合物為氯鉑酸、氯鉑酸鈉、氯鉑酸鉀、二氯化鉑和四氨合氯化鉑中的至少一種；所述的硝酸鹽為硝酸鐵、硝酸錳和硝酸銅中的至少一種。上述常溫催化氧化甲醛材料的制備方法，包括以下步驟：(1)稱取一定量的活性炭粉、生物堿、結(jié)構(gòu)粘合助劑、結(jié)構(gòu)潤(rùn)滑助劑和水混合均勻后通過擠出機(jī)擠壓成型后，于100～110℃烘箱烘干后，再經(jīng)400～500℃氮?dú)夥毡簾频没钚蕴款w粒；(2)將鉑化合物、硝酸鹽、二氧化鈦加入一定量的水中，攪拌制得活性組分懸浮液；其中所述的活性組分懸浮液由鉑化合物、硝酸鹽、二氧化鈦和水按質(zhì)量比0.3～0.6：0.5～1：50～80：400～500的比例混合而成；(3)將還原劑加入步驟(2)所述的活性組分懸浮液中，待反應(yīng)結(jié)束后加入粘結(jié)劑，繼續(xù)攪拌，得到涂覆液；(4)將步驟(3)所述的涂覆液均勻涂于步驟(1)所述的活性炭顆粒表面，然后于100～110℃烘箱烘干后，再經(jīng)500～600℃氮?dú)夥毡簾吹玫匠卮呋趸兹┎牧希渲兴龅幕钚蕴款w粒、活性組分懸浮液、粘結(jié)劑和還原劑的質(zhì)量比為10～100：5～10：0.1～0.5：0.5～1。步驟(1)中所述的活性炭粉、生物堿、結(jié)構(gòu)粘合助劑、結(jié)構(gòu)潤(rùn)滑助劑和水的質(zhì)量比為2：1～4.5：0.1～2.5：0.05～0.2：2。所述的活性炭粉為煤質(zhì)碳粉、竹碳粉、椰殼活性炭粉和木質(zhì)活性炭粉中至少一種；所述的生物堿為荷葉堿、辣椒堿、鎖陽生物堿和桑葉dnj中的至少一種；所述的結(jié)構(gòu)粘合助劑為活性氧化鋁、凹凸棒黏土、高嶺土和甲基纖維素中的至少一種；所述的結(jié)構(gòu)潤(rùn)滑助劑為聚丙烯酰胺、硬脂酸和甘油中的至少一種。步驟(2)所述的鉑化合物為氯鉑酸、氯鉑酸鈉、氯鉑酸鉀、二氯化鉑和四氨合氯化鉑中的至少一種；所述的硝酸鹽為硝酸鐵、硝酸錳和硝酸銅中的至少一種。步驟(3)所述的還原劑為質(zhì)量濃度為5wt％的甲醛溶液、質(zhì)量濃度為20wt％的檸檬酸鈉或者質(zhì)量濃度為1wt％的硼氫化鈉溶液；所述的粘結(jié)劑為聚乙烯醇、擬薄水鋁石、水玻璃、硅溶膠和鋁溶膠中的至少一種。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明一種常溫催化氧化甲醛材料及其制備方法，該材料將室內(nèi)氣體污染物甲醛在凈化材料的吸附與催化氧化作用下轉(zhuǎn)化成無害的水和二氧化碳，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。在室溫條件下，對(duì)高濃度及低濃度甲醛都有較好的凈化效果，1h甲醛凈化率可達(dá)99％以上，除此之外所述常溫甲醛催化材料還具有較好的去除異味的功效。本發(fā)明制備常溫催化氧化甲醛材料的方法，通過吸附與催化相結(jié)合且催化劑包覆吸附劑顆粒的方式，既彌補(bǔ)了活性炭吸附容量有限、容易飽和的缺點(diǎn)，延長(zhǎng)了壽命，又解決了傳統(tǒng)催化劑單位時(shí)間內(nèi)對(duì)甲醛處理量較低的問題，并顯著降低了成本。且制備工藝簡(jiǎn)單、低能耗、低成本；應(yīng)用到的原材料及制備過程采用的化學(xué)助劑性能穩(wěn)定，可以循環(huán)利用，不會(huì)造成環(huán)境污染。具體實(shí)施方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。一、具體實(shí)施例實(shí)施例1一種常溫催化氧化甲醛材料，包括活性炭顆粒，該活性炭顆粒外表面涂覆有由活性組分懸浮液、粘結(jié)劑和還原劑組成的涂覆液，其具體制備方法步驟如下：(1)將木質(zhì)活性炭粉、辣椒堿、凹凸棒黏土、甘油和去離子水按質(zhì)量比為2：2.5：1.5：0.1：2混合均勻后通過擠出機(jī)擠出成型，待捏合均勻后通過擠條機(jī)擠壓成型，先經(jīng)過105℃烘箱烘干，然后再通過450℃氮?dú)夥毡簾频没钚蕴款w粒；(2)將氯鉑酸、硝酸銅、二氧化鈦加入一定量的水中，攪拌均勻制得活性組分懸浮液；其中活性組分懸浮液由氯鉑酸、硝酸銅、二氧化鈦和水按質(zhì)量比0.45：0.8：65：450的比例混合而成；(3)將質(zhì)量濃度為20wt％的檸檬酸鈉溶液加入活性組分懸浮液中，待反應(yīng)結(jié)束后加入聚乙烯醇，繼續(xù)攪拌得到涂覆液；(4)將涂覆液均勻涂覆于活性炭顆粒表面，待涂覆結(jié)束后先經(jīng)過105℃烘箱烘干，然后在通過550℃氮?dú)夥毡簾?，即得到常溫催化氧化甲醛材料，其中活性炭顆粒、活性組分懸浮液、聚乙烯醇和質(zhì)量濃度為20wt％的檸檬酸鈉溶液的質(zhì)量比為50：8：0.3：0.8。實(shí)施例2一種常溫催化氧化甲醛材料，包括活性炭顆粒，該活性炭顆粒外表面涂覆有由活性組分懸浮液、粘結(jié)劑和還原劑組成的涂覆液，其具體制備方法步驟如下：(1)將椰殼活性炭粉、荷葉堿、甲基纖維素、硬脂酸和去離子水按質(zhì)量比為2：4.5：0.1：0.2：2混合均勻后通過擠出機(jī)擠出成型，待捏合均勻后通過擠條機(jī)擠壓成型；先經(jīng)過110℃烘箱烘干，然后在通過500℃氮?dú)夥毡簾簾频没钚蕴款w粒；(2)將二氯化鉑、硝酸錳和二氧化鈦加入一定量的水中，攪拌均勻制得活性組分懸浮液；其中活性組分懸浮液由二氯化鉑、硝酸錳、二氧化鈦和水按質(zhì)量比0.6：1：80：500的比例混合而成；(3)將質(zhì)量濃度為1wt％的硼氫化鈉溶液加入活性組分懸浮液中，待反應(yīng)結(jié)束后加入擬薄水鋁石，繼續(xù)攪拌得到涂覆液；(4)將涂覆液均勻涂覆于活性炭顆粒表面，待涂覆結(jié)束后先經(jīng)過110℃烘箱烘干，然后在通過600℃氮?dú)夥毡簾?，即得到常溫催化氧化甲醛材料，其中活性炭顆粒、活性組分懸浮液、擬薄水鋁石和質(zhì)量濃度為1wt％的硼氫化鈉溶液的質(zhì)量比為10：5：0.1：0.5。實(shí)施例3一種常溫催化氧化甲醛材料，包括活性炭顆粒，該活性炭顆粒外表面涂覆有由活性組分懸浮液、粘結(jié)劑和還原劑組成的涂覆液，其具體制備方法步驟如下：(1)將煤質(zhì)碳粉、桑葉dnj、活性氧化鋁、聚丙烯酰胺、去離子水按質(zhì)量比為2：1：2.5：0.05：2混合均勻后通過擠出機(jī)擠出成型，待捏合均勻后通過擠條機(jī)擠壓成型；先經(jīng)過100℃烘箱烘干，然后在通過400℃氮?dú)夥毡簾簾频没钚蕴款w粒；(2)將氯鉑酸鈉、硝酸鐵和二氧化鈦加入一定量的水中，攪拌均勻制得活性組分懸浮液；其中活性組分懸浮液由氯鉑酸鈉、硝酸鐵、二氧化鈦和水按質(zhì)量比0.3：0.5：50：400的比例混合而成；(3)將質(zhì)量濃度為5wt％的甲醛溶液加入活性組分懸浮液中，待反應(yīng)結(jié)束后加入水玻璃，繼續(xù)攪拌得到涂覆液；(4)將涂覆液均勻涂覆于活性炭顆粒表面，待涂覆結(jié)束后先經(jīng)過100℃烘箱烘干，然后在通過500℃氮?dú)夥毡簾?，即得到常溫催化氧化甲醛材料，其中活性炭顆粒、活性組分懸浮液、水玻璃和質(zhì)量濃度為5wt％的甲醛溶液的質(zhì)量比為100：10：0.5：1。除上述實(shí)施例外，活性炭粉還可以為竹碳粉，或者煤質(zhì)碳粉、竹碳粉、椰殼活性炭粉和木質(zhì)活性炭粉的任意組合；生物堿還可以為鎖陽生物堿，或者荷葉堿、辣椒堿、鎖陽生物堿和桑葉dnj的任意組合；結(jié)構(gòu)粘合助劑還可以為高嶺土，或者活性氧化鋁、凹凸棒黏土、高嶺土和甲基纖維素的任意組合；結(jié)構(gòu)潤(rùn)滑助劑還可以為聚丙烯酰胺、硬脂酸和甘油的任意組合；粘結(jié)劑還可以為硅溶膠，或者鋁溶膠，或者聚乙烯醇、擬薄水鋁石、水玻璃、硅溶膠和鋁溶膠的任意組合；鉑化合物還可以為氯鉑酸鉀，或者四氨合氯化鉑，或者氯鉑酸、氯鉑酸鈉、氯鉑酸鉀、二氯化鉑和四氨合氯化鉑的任意組合；硝酸鹽還可以為硝酸鐵、硝酸錳和硝酸銅中的任意組合。二、對(duì)比試驗(yàn)對(duì)比例1將椰殼活性炭粉、荷葉堿、甲基纖維素、硬脂酸和去離子水按質(zhì)量比為2：4.5：0.1：0.2：2混合均勻后通過擠出機(jī)擠出成型，待捏合均勻后通過擠條機(jī)擠壓成型；先經(jīng)過110℃烘箱烘干，然后在通過500℃氮?dú)夥毡簾簾频没钚蕴款w粒。對(duì)比例2(1)將二氯化鉑、硝酸錳和二氧化鈦加入一定量的水中，攪拌均勻制得活性組分懸浮液；其中活性組分懸浮液由二氯化鉑、硝酸錳、二氧化鈦和水按質(zhì)量比0.6：1：80：500的比例混合而成；(2)將質(zhì)量濃度為1wt％的硼氫化鈉溶液加入活性組分懸浮液中，待反應(yīng)結(jié)束后加入擬薄水鋁石，繼續(xù)攪拌得到涂覆液；(3)將涂覆液均勻涂覆于氧化鋁陶瓷顆粒表面，待涂覆結(jié)束后先經(jīng)過110℃烘箱烘干，然后在通過600℃氮?dú)夥毡簾频眉兹┐呋牧?。性能測(cè)試為考察本發(fā)明制備的催化劑在室溫下催化氧化甲醛效果，將相同質(zhì)量的實(shí)施例1～3、對(duì)比例1～2制備的凈化材料分別裝入濾網(wǎng)中封裝，裝入風(fēng)量400m/h空氣凈化器中，按gb/t18801-2008中《氣態(tài)污染物的潔凈空氣量試驗(yàn)方法》進(jìn)行甲醛一小時(shí)去除率測(cè)試，同時(shí)進(jìn)行了10小時(shí)、100小時(shí)和500小時(shí)甲醛去除率測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如表1所示，其中凈化效率＝(初始濃度-測(cè)試濃度)*100％/初始濃度。由表1可以看出，實(shí)施例1～3均能夠有效地使甲醛在室溫下進(jìn)行催化氧化，而對(duì)比例1～2則效果較差。這說明本專利提供的常溫催化氧化甲醛材料及制備方法通過吸附與催化相結(jié)合且催化劑包覆活性炭顆粒的方式，吸附效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的活性炭吸附方式和催化劑催化氧化方式且使用壽命也得到了大幅提高。表1室溫甲醛催化氧化的性能測(cè)試結(jié)果實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3對(duì)比例1對(duì)比例21小時(shí)凈化率(％)99.8％99.95％99.2％30％57％10小時(shí)凈化率(％)90％93％91％20％50％100小時(shí)凈化率(％)81％88％80％8％30％500小時(shí)凈化率(％)68％78％65％0％0％當(dāng)然，上述說明并非對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不限于上述舉例。本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁12