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用于气体净化的活性炭、滤网及空气净化器


技术摘要:
本发明提供了一种用于气体净化的活性炭,属于气体净化领域,所述活性炭包括活性炭基体和负载于活性炭基体上的金属氧化物催化剂,其中所述负载方式为金属氧化物原位生成并分布于活性炭基体表面以及至少部分微孔中。本发明还提供了一种具有该活性炭的滤网和包括该滤网的  全部
背景技术:
本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息,其并不必然是现有技术。 甲醛具有很强的毒性,是最严重的室内污染气体之一,其作为致癌和致畸形物质, 可能造成记忆力下降、神经系统紊乱、心脑血管等多种严重疾病,对人体危害极大。室内的 甲醛主要是由装饰材料中的粘合剂、涂料等释放而来,室温条件下挥发性差、释放缓慢(长 达数年甚至更久),因此研制室温条件下消除甲醛的产品和方法具有重要意义和应用价值。 甲醛的去除方法一般有吸附法、催化降解法、生物脱除法和化学反应法等,其中, 吸附法以其集绿色、高效、经济为一体的优点而被广泛采用,进一步地,活性炭因为具有比 表面积大、强度高和一定吸附性,因而被广泛应用于水质和空气净化等领域,成为最常用的 吸附载体;然而,常规的活性炭通常不能满足对甲醛的吸附需求,实际应用中,通常需要对 其进行改性处理,常见的改性方法包括表面氧化法、表面还原法、酸碱法、负载贵金属或金 属氧化物催化降解法等,其中,酸碱改性后的活性炭在使用一段时间后会散发出一股难闻 的异味(主要是酸味),由此给用户带来极差的体验和担忧。 甲醛的分解反应所需要的温度较高,通常高达几百度,室温下通常比较难以分解 或者分解速度相当缓慢,为此,现有技术披露了一种用于消除甲醛的负载型催化剂的制备 方法,该负载型催化剂是通过将金属氧化物浸渍到惰性载体上、经焙烧后再负载贵金属成 分制备而成,其中,金属氧化物选自氧化铈、氧化钴、氧化锌、氧化钛和氧化铁中的一种,所 用惰性载体为Y-Al2O3介孔Al2O3或纯硅介孔材料,贵金属选自Au、Pt、Ru、Rh和Pd中的一种, 制备得到的负载型催化剂在低温下能够保持对甲醛较高的活性和稳定性,能够在无需其它 附加装置的条件下将甲醛催化氧化为成无害的CO2和H2O,但该方法成本过高且工艺复杂,不 利于大规模应用。 因此,如何获得一种室温条件下能够消除甲醛且成本较低的产品成为本领域亟待 解决的技术问题。
技术实现要素:
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题,发明目的是通过 以下技术方案实现的: 根据本发明的第一方面,本发明提出了一种用于气体净化的活性炭,包括活性炭 基体和负载于活性炭基体上的金属氧化物催化剂,其中所述负载方式为金属氧化物原位生 成并分布于活性炭基体表面以及至少部分微孔中。 本发明通过在活性炭基体的表面原位生成金属氧化物催化剂,使得生成的金属氧 化物均布在所述活性炭基体表面及至少部分微孔中,使得其能够在室温条件下对甲醛进行 3 CN 111589440 A 说 明 书 2/6 页 催化分解,从而实现了室内空气中的甲醛在室温条件下进行持续分解的技术效果,显著提 高了活性炭的除甲醛效率。此外,本发明通过原位生成金属氧化物催化剂,避免了采用现有 技术的贵金属惰性载体以及高温煅烧这种成本高、工艺复杂的缺陷,本发明生产工艺更简 单,且由于金属氧化物催化剂原位生成,分布均匀,附着力好,提高了催化分解效率和效果。 根据本发明的一个实施例,在所述至少部分微孔中分布的金属氧化物挂附于微孔 壁表面,而仍保留微孔中心的吸附通道。 由于采用原位生成金属氧化物催化剂,使得金属氧化物挂附于微孔壁表面,而仍 保留微孔中心的吸附通道,这样既保留了活性炭物理吸附的效果,又能起到金属氧化物催 化剂化学分解的技术效果。 根据本发明的一个实施例,所述金属氧化物选自二氧化锰。 根据本发明的一个实施例,在所述活性炭中,所述二氧化锰与所述活性炭基体的 质量百分比为:二氧化锰占1-10%,活性炭基体占90-99%。 根据本发明的一个实施例,所述活性炭基体为颗粒活性炭、柱状活性炭或蜂窝活 性炭。 根据本发明的一个实施例,所述活性炭基体为经强氧化剂处理后的活化活性炭基 体。 根据本发明的一个实施例,所述活性炭基体包括大微孔和小微孔,大微孔直径10- 30微米,小孔道直径小于2微米。 根据本发明的一个实施例,所述金属氧化物主要挂附于所述大微孔的微孔壁表 面。 本发明优选的金属氧化物为二氧化锰,具体可通过高锰酸盐溶液与草酸盐溶液进 行氧化还原反应的方式原位生成所述二氧化锰,所采用的原料来源广泛,价格低廉,且实践 证明反应快捷,工艺简单,反应原料残留少。进一步,所述活性炭基体在负载前可采用强氧 剂进行活化处理,例如采用双氧水进行活化处理,提高表面活性,提高催化剂的负载附着力 和分布的均匀性。本发明的活性炭对形态也没有限制,即可以采用颗粒活性炭、柱状活性炭 或蜂窝活性炭。 根据本发明的第二方面,本发明还提供了一种用于气体净化的滤网,所述滤网的 表面具有如第一方面中所述的活性炭。 根据本发明的第三方面,本发明还提供了一种空气净化器,所述空气净化器包括 第二方面中所述的滤网。 附图说明 一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说 明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除 非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。 图1是本发明实施例的活性炭负载金属氧化物催化剂原位反应工艺流程图; 图2是本发明实施例的活性炭的扫描电镜图; 图3是本发明实施例的活性炭的扫描电镜能谱分层分布图像。 4 CN 111589440 A 说 明 书 3/6 页
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