二氧化锰包覆活性炭复合催化剂及其制备方法、滤网、空气净化器与流程

本发明涉及空气净化，尤其是涉及一种二氧化锰包覆活性炭复合催化剂及其制备方法、滤网、空气净化器。

背景技术：

1、相关技术中，降低空气中的甲醛和tvocx的技术主要包括以下两种：前端控制和后端降解。前端控制是指采用低污染甚至是无污染的建材产品、油漆等，减少其释放；后端降解则是采用一定的技术手段将浓度较高的污染物吸附、吸收或分解，以降低其浓度。针对于后端降解技术，主要可分为物理、化学吸附和催化氧化法。物理吸附，主要是利用气态污染物与具有高比表面和微孔结构的活性炭分子间存在的作用力，将污染物吸附在活性炭的表面或孔内，从而降低其浓度。但分子间作用力很弱，此过程是一个可逆过程，因此存在着脱附的风险。利用化学药剂改性活性炭，将吸附在炭表面的污染物降解，可以有效避免脱附的问题发生。但化学药剂易造成二次污染，且性能易衰减，使用寿命较短。催化氧化法，指的是在一定的条件下，利用催化剂将吸附在表面的污染物分解。一般来说，活性碳/金属氧化物负载贵金属催化剂如pt/ac，pt/tio2等，能够在室温下分解甲醛，表现出优异的催化活性。然而，催化剂的合成成本较高，不利于工业化生产。此外，对tvocx而言，需要在较高温度下(如60℃以上)才能表现出良好的降解活性。因此，需要适宜的除甲醛和tvocx催化剂，促进甲醛和tvocx等的吸收分解。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种二氧化锰包覆活性炭复合催化剂，二氧化锰在活性炭的表面均匀分布，催化效率高。

2、本发明的另一个目的在于提出一种二氧化锰包覆活性炭复合催化剂的制备方法。

3、本发明的再一个目的在于提出一种滤网。

4、本发明的又一个目的在于提出一种空气净化器。

5、根据本发明第一方面的实施例，本发明提供了一种二氧化锰包覆活性炭复合催化剂，包括活性炭和包覆在所述活性炭表面的二氧化锰层，所述二氧化锰层的厚度为d1，其中，所述d1满足：1μm≤d1≤50μm；所述二氧化锰层和所述活性炭的重量比为：80～150：100。

6、根据本发明的二氧化锰包覆活性炭复合催化剂，包括活性炭和包覆在活性炭表面的二氧化锰层，二氧化锰层厚度均匀。一方面，二氧化锰包覆活性炭复合催化剂具有较高的比表面积和较窄的孔径分布，这有利于污染物分子(例如甲醛和tvocx等)在复合催化剂表面吸附，增加了复合催化剂与反应物的接触机会，从而提高了复合催化剂的活性；另一方面，活性炭的引入改善了二氧化锰的分散性，抑制了二氧化锰颗粒之间的堆积，促使二氧化锰颗粒能均一分散在活性炭表面，从而进一步提高复合催化剂的活性。且本发明的复合催化剂具有良好的耐高温性能，能够与tvocx等的较高的分解温度相适应。

7、根据本发明的一些实施例，所述活性炭包括煤质炭、木质炭和果壳炭中的至少一种。

8、根据本发明第二方面的实施例，本发明提供了一种根据本发明第一方面实施例所述的复合催化剂的制备方法，包括如下步骤：

9、一、将高价锰盐和低价锰盐分别溶解于水中，形成溶液a和溶液b；

10、二、将活性炭粉末浸入所述溶液b中，搅拌形成混合溶液c；

11、三、将所述溶液a和所述溶液c混合，搅拌反应、静置；

12、四、除去上层清液，抽滤得到滤饼，烘干，即得催化剂。

13、根据本发明的一些实施例，所述高价锰盐为高锰酸钾和/或高锰酸钠。

14、根据本发明的一些实施例，所述低价锰盐为乙酸锰、硝酸锰、硫酸锰的至少一种。

15、根据本发明的一些实施例，所述低价锰盐为乙酸锰。

16、根据本发明的一些实施例，所述高价锰盐和所述低价锰盐的摩尔比为：0.4～1.2。

17、根据本发明的一些实施例，步骤二中所述搅拌时间为1h～8h。

18、根据本发明的一些实施例，步骤三中所述搅拌反应时间为2h～10h。

19、根据本发明的一些实施例，所述烘干的温度100℃～120℃，所述烘干的时间10h～14h。

20、根据本发明第三方面的实施例，本发明提供了一种滤网，包括：蜂窝基底；浆料，所述浆料设于所述蜂窝基底上，所述浆料包括根据本发明第一方面实施例所述的复合催化剂或根据本发明第二方面实施例所述的制备方法制得的复合催化剂。

21、根据本发明的一些实施例，所述浆料包括原料及其重量比如下：复合催化剂：水：胶粘剂：连接剂＝1：0.5～1.5：0.05～0.15：0.03～0.05。

22、根据本发明的一些实施例，所述复合催化剂的粒径为d2，其中，所述d2满足：d2≤0.15mm。

23、根据本发明第四方面的实施例，本发明提供了一种空气净化器，包括根据本发明第一方面实施例所述的复合催化剂或根据本发明第二方面实施例所述的制备方法制得的复合催化剂，或包括根据本发明第三方面的实施例所述的滤网。

24、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种二氧化锰包覆活性炭复合催化剂，其特征在于，包括活性炭和包覆在所述活性炭表面的二氧化锰层，

2.根据权利要求1所述的复合催化剂，其特征在于，所述活性炭包括煤质炭、木质炭和果壳炭中的至少一种。

3.一种根据权利要求1或2所述的复合催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述高价锰盐为高锰酸钾和/或高锰酸钠。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述低价锰盐为乙酸锰、硝酸锰、硫酸锰的至少一种。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述低价锰盐为乙酸锰。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述高价锰盐和所述低价锰盐的摩尔比为：0.4～1.2。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤二中所述搅拌时间为1h～8h。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤三中所述搅拌反应时间为2h～10h。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述烘干的温度100℃～120℃，所述烘干的时间10h～14h。

11.一种滤网，其特征在于，包括：

12.根据权利要求11所述的滤网，其特征在于，所述浆料包括原料及其重量比如下：复合催化剂：水：胶粘剂：连接剂＝1：0.5～1.5：0.05～0.15：0.03～0.05。

13.根据权利要求11所述的滤网，其特征在于，所述复合催化剂的粒径为d2，其中，所述d2满足：d2≤0.15mm。

14.一种空气净化器，其特征在于，包括根据权利要求1或2所述的复合催化剂或权利要求3-10中任一项所述的制备方法制得的催化剂，或包括根据权利要求11-13中任一项所述的滤网。

技术总结
本发明公开了二氧化锰包覆活性炭复合催化剂及其制备方法、滤网、空气净化器，二氧化锰包覆活性炭复合催化剂，包括活性炭和包覆在所述活性炭表面的二氧化锰层，所述二氧化锰层的厚度为d<subgt;1</subgt;，其中，所述d<subgt;1</subgt;满足：1μm≤d<subgt;1</subgt;≤50μm；所述二氧化锰层和所述活性炭的重量比为：80～150：100。根据本发明的二氧化锰包覆活性炭复合催化剂，包括活性炭和包覆在活性炭表面的二氧化锰层，二氧化锰层厚度均匀。一方面，二氧化锰包覆活性炭复合催化剂具有较高的比表面积和较窄的孔径分布，这有利于污染物分子在复合催化剂表面吸附；另一方面，活性炭的引入改善了二氧化锰的分散性，从而进一步提高复合催化剂的活性。

技术研发人员：张勇,陈剑锋,奉青山,刘裕华,王冀,王利仁
受保护的技术使用者：佛山市顺德区阿波罗环保器材有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24