本發(fā)明涉及室內(nèi)空氣凈化技術(shù)，尤其是涉及一種有機(jī)配體改性?xún)艋諝夥纸饧兹┑拇呋瘎┘捌溆么呋瘎┲瞥傻目諝鈨艋鳌?/p>
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，室內(nèi)空氣污染日趨嚴(yán)重，使得室內(nèi)空氣凈化也尤為關(guān)注。因此人們對(duì)居家環(huán)境的質(zhì)量也有了更高的要求。目前對(duì)于室內(nèi)空氣凈化大都采用濾網(wǎng)+活性炭濾網(wǎng)紫外線(xiàn)殺菌消毒+靜電吸附濾網(wǎng)等方法來(lái)吸附粉塵、消除異味、殺菌消毒來(lái)凈化空氣。
隨著人們生活水平的提高，居家裝修已成為普遍性的時(shí)尚，但大量建筑材料和裝潢材料又造成了室內(nèi)空氣的污染，這些材料中各種化學(xué)添加劑使用量也在不斷增加，使得新裝修房間內(nèi)空氣中揮發(fā)性氣體濃度高于室外，甚至高于工業(yè)區(qū)。因此室內(nèi)空氣除有粉塵顆粒、微生物污染物外，還有化學(xué)添加劑產(chǎn)生的甲醛、甲苯、氨等揮發(fā)性氣體等。其中揮發(fā)性氣體主要甲醛。而甲醛是一種無(wú)色易溶的刺激性氣體，當(dāng)室內(nèi)含量為 0.1 毫克/立方米時(shí)就有異味和不適感；0.5 毫克/立方米可刺激眼睛引起流淚；0.6 毫克/立方米時(shí)引起咽喉不適或疼痛；濃度再高可引起惡心、嘔吐、咳嗽、胸悶、氣喘甚至肺氣腫；30 毫克/立方米時(shí)可當(dāng)即導(dǎo)致死亡。長(zhǎng)期接觸低劑量甲醛還可引起慢性呼吸道疾病和致癌。
目前市場(chǎng)上的空氣凈化器的種類(lèi)繁多、功能不盡相同，使用方法也不相同，空氣凈化器一般設(shè)置在室內(nèi)地面上，也有將凈化材料裝入框內(nèi)掛在墻壁上或用袋裝式設(shè)置有分散設(shè)置在室內(nèi)或移動(dòng)的空氣內(nèi)。但僅工作原理來(lái)分，主要有以下兩種：一種是被動(dòng)吸附過(guò)濾式的空氣凈化器。被動(dòng)式的空氣凈化，是用風(fēng)機(jī)將空氣抽入機(jī)器，通過(guò)內(nèi)置的濾網(wǎng)、活性炭濾網(wǎng)、紫外線(xiàn)殺菌消毒+靜電吸附濾網(wǎng)過(guò)濾空氣，主要能夠起到過(guò)濾粉塵、消除異味、殺菌消毒和吸附有害氣體等作用，但它不能分解有害氣體，容易使吸附的有害氣體再次脫開(kāi)形成二次污染；二種是主動(dòng)式的空氣凈化器，它常采用銀離子、負(fù)離子、低溫等離子技術(shù)，雖然它擺脫了風(fēng)機(jī)與濾網(wǎng)的限制，不是被動(dòng)的等待室內(nèi)空氣被抽入凈化器內(nèi)進(jìn)行過(guò)濾凈化，之后再通過(guò)風(fēng)機(jī)排出，而是有效、主動(dòng)的向空氣中釋放凈化滅菌因子，通過(guò)空氣彌漫性的特點(diǎn)，到達(dá)室內(nèi)的各個(gè)角落對(duì)空氣進(jìn)行無(wú)死角凈化，但該類(lèi)空氣凈化器最大的缺陷就是臭氧釋放量超標(biāo)。光觸媒技術(shù)凈化空氣是一種以納米級(jí)二氧化鈦為代表的具有光催化功能的光半導(dǎo)體材料的新技術(shù)，它涂布于基材表面，在光線(xiàn)的作用下，產(chǎn)生催化降解功能，能降解空氣中甲醛等有毒有害氣體，但凈化效率較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中空氣凈化器所存的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種既可過(guò)濾和吸附空氣中粉塵顆粒、消除異味、殺菌消毒和吸附有害氣體，又可有效分解有害氣體，提高凈化效率的有機(jī)配體改性甲醛凈化催化劑的制備方法。
本發(fā)明所述有機(jī)配體改性甲醛凈化催化劑的制備方法步驟是：
1、先用陶瓷原料及輔料經(jīng)球磨、練泥、成型、烘干定型和高溫焙燒制成蜂窩孔陶瓷片，
2、將氧化鈦原料球磨粉碎成200目以上的粉料，
3、將總含量為氧化鈦粉料重量1-10%的La與Cu、Fe、Ni三種中至少一種與Sn、Mn兩種中至少一種進(jìn)行混合預(yù)混，再加兩倍氧化鈦粉料重量的水混合制成相應(yīng)的水溶性鹽，
4、在攪拌條件下，在水溶性鹽中加入步驟b的氧化鈦粉料，再水浴蒸干，經(jīng)100-120oC干燥后，再高溫焙燒制成改性催化劑載體，
5、稱(chēng)取硝酸鉑溶液，硝酸鉑溶液中Pt含量為改性催化劑載體重量0.1-2%，將硝酸鉑溶液加入到由甲醇、乙醇兩種至少一種與甲醛、乙醛兩種中至少一種與乙二醇丁醚組成的有機(jī)混合溶劑中，加水配成0.01mol/L金屬Pt離子有機(jī)溶液，
6、在攪拌條件下，將改性催化劑載體加入金屬Pt離子有機(jī)溶液中，用碳酸鈉調(diào)節(jié)pH值為堿性，再水浴蒸干，經(jīng)100-120oC干燥后，再高溫焙燒制成改性催化劑載體粉末，
7、在改性催化劑載體粉末中加入其重量5-20%的擬薄水鋁石和其重量0.5-2%的甲基纖維素及適量的水，充分球磨攪拌并調(diào)節(jié)成固含量為20-30%、pH值為酸性的改性漿料，
8、將上述蜂窩孔陶瓷片浸漬在改性漿料中，取出后吹掃孔道殘余液，經(jīng)100-120oC干燥后，再在200-600℃高溫焙燒，冷卻后將其置于還原爐中，通入體積比為10%氫氣和90%氮?dú)庑纬傻幕旌蠚怏w，并加熱至200℃保溫還原，冷卻后得到有機(jī)配體改性甲醛凈化催化劑。
本發(fā)明在制備凈化分解甲醛整體式催化劑時(shí)，一是以氧化鈦催化劑層為載體，再在氧化鈦中加入具有分散作用的La與Cu、Fe、Ni三種中至少一種與Sn、Mn兩種中至少一種進(jìn)行預(yù)混，使混合物能在氧化鈦上形成單層分散，形成強(qiáng)的相互作用，從而提高氧化鈦穩(wěn)定性；二是通過(guò)加入La，提高了活性組分Pt的分散度，從而提高催化層的活性、選擇性；三是制備過(guò)程中，引入有機(jī)溶劑為改性催化劑，利用有機(jī)溶劑與Pt的絡(luò)合或者分散作用，改變浸漬液的表面張力，降低催化劑Pt納米粒子的顆粒大小，提高活性中心的分散度，進(jìn)而提高催化劑的活性，獲得一種室溫高效穩(wěn)定處理甲烷的催化劑；五是在甲醛氧化分解過(guò)程中，單質(zhì)Pt是活性中心，Cu、Fe、Ni能與活性組分Pt形成合金，減緩活性組分的氧化過(guò)程，SnO2和Mn2O3具有活潑的低溫氧化物種，能促進(jìn)甲醛的分解，提高催化劑層的活性；四是通過(guò)加入擬薄水鋁石和甲基纖維素，擬薄水鋁石與硝酸作用形成的鋁溶膠，可以作為漿料的膠黏劑，加強(qiáng)催化劑與陶瓷載體之間的相互作用，提高催化劑漿料的上載量，降低涂層的脫落率，甲基纖維素作為表面活性劑，可以調(diào)高漿料的分散性，提高漿料的流動(dòng)性，便于涂覆上載，同時(shí)亦能降低涂層的脫落率。
本發(fā)明通過(guò)在以氧化鈦為基礎(chǔ)的催化劑層中加入Pt活性組分與起分散和穩(wěn)定作用的金屬，使蜂窩孔陶瓷片的表面吸附、催化性能大大增強(qiáng)，在充分過(guò)濾粉塵、消除異味、殺菌消毒和吸附有害氣體等作用的同時(shí)，能完全催化分解甲醛有害氣體，使吸附的有害氣體不會(huì)形成二次污染。再是催化劑層不易脫落和開(kāi)裂，其使用壽命長(zhǎng)。
本發(fā)明利用甲醇、乙醇、甲醛、乙醛、乙二醇丁醚能降低浸漬溶液的表面張力，從而改變毛細(xì)管作用力，使得進(jìn)入氧化鈦載體孔道結(jié)構(gòu)中的Pt顆粒更細(xì)小，根據(jù)納米粒子效應(yīng)，Pt顆粒越小，暴露的活性中心越多，從而使得催化劑活性更高。同時(shí)甲醇、乙醇、甲醛、乙醛、乙二醇丁醚本身具有還原性，使得一部分PtO顆粒在的在焙燒過(guò)程中，直接還原成更為高效的Pt單質(zhì)，而這一部分還原出來(lái)的Pt，能更為穩(wěn)定的存在氧化鈦的孔道結(jié)構(gòu)中。碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH為堿性為了使進(jìn)入載體孔道結(jié)構(gòu)的Pt沉淀，防止在干燥過(guò)程中，部分Pt隨溶劑揮發(fā)溢出。
本發(fā)明所述的有機(jī)配體改性甲醛凈化催化劑包括蜂窩孔陶瓷片和浸漬涂覆在蜂窩孔表面上并由氧化鈦、活性金屬和起分散、穩(wěn)定作用的金屬或金氧化物組成的催化層通過(guò)高溫焙燒制成。它可以用來(lái)制成箱式的空氣凈化器，也可以填充在框體中制成懸掛式凈化器，還可以制成各種袋裝空氣凈化器放置辦公桌上、茶幾上、沙發(fā)上以及汽車(chē)內(nèi)的某個(gè)位置。
用本發(fā)明所述催化劑制成的空氣凈化器進(jìn)行室內(nèi)空氣凈化，經(jīng)專(zhuān)業(yè)部門(mén)多次檢測(cè)室內(nèi)空氣中甲醛含量均在0.08mg/m3以下。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
本發(fā)明所述有機(jī)配體改性甲醛凈化催化劑的制備方法步驟是：
1、先用40-50wt%的氧化鋁（粉）、30-40wt%二氧化硅（粉）及10-30wt%的粘接劑、潤(rùn)滑劑和熔劑組成的輔料，加適量水經(jīng)球磨、練泥、成型、烘干定型和高溫焙燒制成蜂窩孔陶瓷片，蜂窩孔陶瓷片呈圓柱形，直徑為25毫米，高度為12.5毫米，蜂窩孔目數(shù)為300目；
2、用氧化鈦原料球磨粉碎成250目的氧化鈦粉料；
3、將總含量為氧化鈦粉料重量5%的La、Cu與Mn的粉末先預(yù)混，再加兩倍氧化鈦粉料重量的水混合制成相應(yīng)的水溶性鹽，La（鑭）、Cu與Mn的重量比為4∶3∶3，
4、在攪拌條件下，在水溶性鹽中加入步驟b的氧化鈦粉料，再用80oC水浴蒸干，經(jīng)120oC干燥12小時(shí)后，再在600oC高溫焙燒4小時(shí)制成改性催化劑載體，
5、稱(chēng)取硝酸鉑溶液，其中硝酸鉑溶液中Pt含量為改性催化劑載體重量0.4%，將硝酸鉑溶液加入到由重量比為4∶4∶2的甲醇、乙醛與乙二醇丁醚組成的有機(jī)溶混合劑中，加水配成0.01mol/L金屬Pt離子有機(jī)溶液，
6、在攪拌條件下，將改性催化劑載體加入金屬Pt離子有機(jī)溶液中，用0.1mol/L的碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為8，再用80oC水浴蒸干，經(jīng)120oC干燥12小時(shí)后，再在200-600oC高溫焙燒4小時(shí)制成改性催化劑載體粉末，
7、在改性催化劑載體粉末中加入其重量10%的擬薄水鋁石和其重量1%的甲基纖維素和適量的水，充分球磨攪拌并調(diào)節(jié)成固含量為20-30%、pH值為4的酸性改性漿料，
8、將上述蜂窩孔陶瓷片浸漬在改性漿料中，浸漬5min后取出，吹掃孔道殘余液，經(jīng)100-120oC干燥后，再在200-600℃高溫焙燒4小時(shí)，冷卻后將其置于還原爐中，通入體積比為10%氫氣和90%氮?dú)庑纬傻幕旌蠚怏w，并加熱至200℃保溫還原，冷卻后得到有機(jī)配體改性甲醛凈化催化劑。
所述金屬Pt也可用Pd（鈀）、Rh（銠）或金（Au）代用。所述適量的水表示將其調(diào)節(jié)為固含量為20-30%、pH值為4.5的酸性改性漿料時(shí)所用的水。
實(shí)施例2，
所述有機(jī)配體改性甲醛凈化催化劑的制備方法步驟是：
1、先用40-50wt%的氧化鋁（粉）、30-40wt%二氧化硅（粉）及10-30wt%的粘接劑、潤(rùn)滑劑和熔劑組成的輔料，加適量水經(jīng)球磨、練泥、成型、烘干定型和高溫焙燒制成蜂窩孔陶瓷片，蜂窩孔陶瓷片呈圓柱形，直徑為25毫米，高度為12.5毫米，蜂窩孔目數(shù)為300目；
2、用氧化鈦原料球磨粉碎成250目的氧化鈦粉料；
3、將總含量為氧化鈦粉料重量3-5%的La、Fe與Sn的粉末先預(yù)混，再加兩倍氧化鈦粉料重量的水混合制成相應(yīng)的水溶性鹽，La（鑭）、Fe與Sn的重量比為4∶3∶3，
4、在攪拌條件下，在水溶性鹽中加入步驟b的氧化鈦粉料，再用80oC水浴蒸干，經(jīng)120oC干燥12小時(shí)后，再在600oC高溫焙燒4小時(shí)制成改性催化劑載體，
5、稱(chēng)取硝酸鉑溶液，其中硝酸鉑溶液中Pt含量為改性催化劑載體重量0.4%，將硝酸鉑溶液加入到由重量比為5∶3∶3的乙醇、乙、甲醛與乙二醇丁醚組成的有機(jī)溶混合劑中，加水配成0.01mol/L金屬Pt離子有機(jī)溶液，
6、在攪拌條件下，將改性催化劑載體加入金屬Pt有機(jī)溶液中，用0.1mol/L的碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為8堿性，再用80oC水浴蒸干，經(jīng)120oC干燥12小時(shí)后，再在200-600oC高溫焙燒4小時(shí)制成改性催化劑載體粉末，
7、在改性催化劑載體粉末中加入其重量10%的擬薄水鋁石和其重量1%的甲基纖維素和適量的水，充分球磨攪拌并調(diào)節(jié)成固含量為20-30%、pH值為4的酸性改性漿料，
8、將上述蜂窩孔陶瓷片浸漬在改性漿料中，浸漬5min后取出，吹掃孔道殘余液，經(jīng)100-120oC干燥后，再在200-600℃高溫焙燒4小時(shí)，冷卻后將其置于還原爐中，通入體積比為10%氫氣和90%氮?dú)庑纬傻幕旌蠚怏w，并加熱至200℃保溫還原，冷卻后得到有機(jī)配體改性甲醛凈化催化劑。
所述金屬Pt也可用Pd（鈀）、Rh（銠）或金（Au）代用。所述適量的水表示將其調(diào)節(jié)為固含量為20-30%、pH值為4.5的酸性改性漿料時(shí)所用的水。