一種空氣凈化復合催化劑材料及其制備方法技術

本發(fā)明專利技術公開了一種空氣凈化復合催化劑材料及其制備方法，該制備方法包括：在水中加入氧化劑和Mn

Composite catalyst material for air purification and preparation method thereof

The invention discloses a composite catalyst material for air purification and a preparation method thereof. The preparation method comprises the following steps: adding oxidant and Mn into water

【技術實現步驟摘要】
一種空氣凈化復合催化劑材料及其制備方法
本專利技術涉及一種催化劑材料及其制備方法，尤其涉及一種空氣凈化復合催化劑材料及其制備方法。
技術介紹
現階段現代文明進入高速發(fā)展階段，大氣污染也越來越嚴重。這些污染物主要產生和分布在工業(yè)區(qū)、汽車和輪船等交通工具、居室內等廣泛的空間，可以說無處不存在污染，這種室內外污染，嚴重影響著人們的身心健康。針對越來越嚴重的大氣污染，目前已經產生了多種特定的產品。目前，市場上空氣凈化產品多數只帶有過濾材料，其功能僅有除塵這一項；僅有少數產品添加了無機多孔吸附材料制備而成的凈化濾網，具備了吸附揮發(fā)性有害氣體的功能，但是由于其吸附材料吸附容量有限，需要經常更換濾材，造成了使用的麻煩，增加了使用成本，更重要的是沒有從根本上滿足凈化空氣的需求。此外，目前的空氣凈化產品中的凈化材料功能過于單一，難以應對治理成分復雜的室內空氣，對于室內的一些細菌、特殊氣味等無能為力。由于當前室內空氣污染的特殊性和復雜性，急需一種不僅能有效凈化空氣中揮發(fā)性有效氣體成分，同時具備持續(xù)長久的抗菌殺菌和除味功能、且能長期使用無需更換的多功能空氣凈化材料。CN102989423A中公開了一種空氣凈化材料，由80-100份竹碳，50-80份沸石，10-30份殼聚糖組成。該專利技術技術方案結合了竹碳和殼聚糖這兩者的優(yōu)點，具有良好的空氣凈化效果，且具有一定的抗菌除濕作用。然而由于上述材料僅靠吸附作用凈化空氣，其自身的吸附容量有限，導致在應用的過程中，需要經常更換，帶來了很大的麻煩，而且并沒有徹底凈化污染物，還有帶來二次污染的風險。CN102218312B中公開了去除空氣中低濃度苯系物的錳鈰復合氧化物催化劑及其制備方法，其制備的氧化物催化劑材料對苯系物及臭氧均有良好的分解性能，同時能夠適應多種不同的苯系物初始濃度，反應條件溫和，穩(wěn)定性好。其僅有單一的凈化降解有害氣體，并不具備其他的多功能，難以應用于凈化成分復雜的室內外空氣。
技術實現思路
針對上述所涉及的問題，本專利技術的目的是提供一種多功能空氣凈化復合催化劑材料的制備方法，這種方法制備的空心球形空氣凈化復合催化劑材料由多種成分復合而成，具有高比表面積，可以起到高效催化降解空氣中的污染物和抗菌殺菌的作用；且具有良好的流動性，具備良好的成型加工性能。該材料為二氧化錳催化劑材料和附銀無機多孔材料組成的復合材料，結合濕法球磨分散和噴霧干燥工藝，得到了具有高比表面積、催化降解性能好且加工性能好的空氣凈化材料。為了實現上述目的，本專利技術是采用如下技術方案實現制備出一種多功能空氣凈化復合催化劑材料，利用液相氧化還原反應和高溫高壓反應制備出金屬氧化物催化劑材料；利用浸漬銀鹽后的無機多孔材料再結合煅燒還原得到附銀無機多孔材料，將所得的金屬氧化物催化劑材料和附銀無機多孔材料的混合懸浮液進行球磨處理，最后通過噴霧干燥工藝得到球形多功能空氣凈化復合催化劑材料。該多功能空氣凈化復合催化劑材料的制備工藝主要包括液相氧化還原沉淀反應、液相高溫高壓反應、附銀無機多孔材料的制備過程、濕法球磨工藝及噴霧干燥工藝。具體如下：本專利技術所述的多功能空氣凈化復合催化劑材料通過如下方法制備：在水中分別加入氧化劑和MnII鹽，攪拌至完全溶解并進行沉淀反應得到含有前軀體的混合液；將上述混合液加入到反應釜中進行高溫高壓反應，反應完畢后經過清洗、過濾工藝，即得到二氧化錳濾渣待用。將無機多孔材料浸泡到銀鹽溶液中進行吸附反應后過濾，再通過氮氣或惰性氣體保護下的煅燒工藝得到附銀無機多孔材料；液相球磨混合上述制備的二氧化錳濾渣和附銀無機多孔材料得到懸浮液，最后再采取噴霧干燥工藝得到球形空氣凈化復合催化劑材料。作為優(yōu)選，所述的MnII鹽選用硫酸錳、硝酸錳、碳酸錳、氯化錳中的任意一種或多種；作為優(yōu)選，所述的氧化劑選用高錳酸鉀、高錳酸鈉、高錳酸銨、過氧化氫中的任意一種或多種；作為優(yōu)選，所述的MnII鹽和氧化劑的摩爾比為1∶(1-3.5)；作為優(yōu)選，所述的沉淀反應中固液比范圍為1∶(8-50)；作為優(yōu)選，所述的沉淀反應中反應溫度范圍為0-95℃；作為優(yōu)選，所述的沉淀反應時間為1-30h；作為優(yōu)選，所述的高溫高壓反應的壓力范圍為0.1-2.0兆帕，溫度范圍為100-200℃；作為優(yōu)選，所述的高溫高壓反應時間范圍為1-20h；作為優(yōu)選，所述的二氧化錳濾渣與附銀無機多孔材料的質量比為1∶(0.5-1.5)；作為優(yōu)選，所述的無機多孔材料可以選用活性炭、多孔二氧化硅和多孔氧化鋁中的任意一種或多種的組合物。作為優(yōu)選，所述的銀鹽選用硝酸銀、硫酸銀、碳酸銀中的一種或多種；作為優(yōu)選，所述的銀鹽溶液濃度為0.1-5mol/L；作為優(yōu)選，所述的吸附反應溫度為0-95℃；作為優(yōu)選，所述的吸附反應時間為1-30h；作為優(yōu)選，所述的惰性氣體選用氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣中的一種或多種；作為優(yōu)選，所述的氮氣或惰性氣體流量為0.2-5L/min；作為優(yōu)選，所述煅燒的溫度為440-1200℃；作為優(yōu)選，所述煅燒的時間為0.5-20h；作為優(yōu)選，所述的懸浮液固含量為5-50wt％；作為優(yōu)選，所述球磨中的球磨介質粒徑選用1-5mm；作為優(yōu)選，所述球磨的時間為1-20h；作為優(yōu)選，所述球磨的轉速為1000-2000轉/min；作為優(yōu)選，所述的噴霧干燥溫度范圍為100-200℃；作為優(yōu)選，所述的噴霧干燥進料流速范圍為1-1200L/h；在多種空氣凈化材料中，過渡金屬氧化物具有優(yōu)良的催化性能，可以有效且持久的降解空氣中的揮發(fā)性有害氣體，而且使用過程中無需更換，使用壽命長。無機多孔材料因為具有大的比表面積，可以吸附有害氣體，為催化反應提供比較大的反應空間，還可以起到除味的作用。由于無機多孔材料具有較大的比表面積和有獨特的表面活性，對催化劑的催化降解反應起來協同作用；而且無機多孔材料由于具有巨大的比表面積，表面活性高更容易進行表面附銀改性反應；附銀無機多孔材料不但能有效吸附空氣中揮發(fā)性有害氣體，且能長效抗菌除菌。由二氧化錳催化劑、無機多孔材料和銀進行有效復合，結合濕法球磨和噴霧干燥工藝得到空心球形的空氣凈化復合催化劑材料，可以在長期有效凈化空氣中揮發(fā)性有害氣體的同時，還可以起到抗菌殺菌、除味的作用。與現有技術相比，本專利技術具有如下優(yōu)點：1、空氣凈化復合催化劑材料，具有空氣凈化、殺菌和除味等多重功效；2、液相反應和混合，物料混合更充分，凈化效率更高；3、制備出空心球形的產品，空氣阻力小，凈化效果好；4、采用噴霧干燥工藝使得二氧化錳催化劑與附銀無機多孔材料進一步進行復合，從而得到球形顆粒，其流動相好，產品更易成型。附圖說明圖1為空氣凈化復合催化劑材料的制備工藝流程圖。具體實施方式實施例1在305g純水中依次加入15.8g高錳酸鉀和22.3g四水硫酸錳，充分攪拌至完全溶解，在95℃下反應1h，再將溶液轉移至100℃、2兆帕的密閉反應釜中反應20h后取出清洗、過濾得到催化劑濾渣待用。將41.4g烘干后的椰殼(據報道，干椰殼的含碳量為21％)破碎浸沒到500mL5mol/L的硝酸銀溶液中，在0℃的條件下浸漬30h后取出，放入到440℃的高溫爐中，在氮氣(氣流為0.2L/min)氣氛保護下煅燒20h后得到附銀生物質活性炭。將上述制備的二氧化錳催化劑濾渣和附銀生物質活性炭混合并加入32.6g水，再放入到本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種空氣凈化復合催化劑材料的制備方法，其包括：在水中加入氧化劑和Mn

【技術特征摘要】
1.一種空氣凈化復合催化劑材料的制備方法，其包括：在水中加入氧化劑和MnII鹽，攪拌至完全溶解并進行沉淀反應得到含有前軀體的混合液，將上述混合液加入到反應釜中進行高溫高壓反應，反應完畢后經過清洗、過濾工藝，即得到二氧化錳濾渣待用；將無機多孔材料浸泡到銀鹽溶液中進行吸附反應后過濾，再通過氮氣或惰性氣體保護下的煅燒工藝得到附銀無機多孔材料；液相球磨混合所述二氧化錳濾渣和附銀無機多孔材料得到懸浮液，最后再采取噴霧干燥工藝得到球形空氣凈化復合催化劑材料。2.根據權利要求1所述的制備方法，其中，所述的MnII鹽選用硫酸錳、硝酸錳、碳酸錳、氯化錳中的一種或多種。3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其中，所述的氧化劑選用高錳酸鉀、高錳酸鈉、高錳酸銨、過氧化氫中的一種或多種。4.根據權利要求1-3中任...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：黃建國，劉玉桂，常金虎，
申請(專利權)人：寧波鈦安新材料科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江,33