CN107837819A - 一种用于室内甲醛催化去除的MnY催化剂及其制备方法 - Google Patents
一种用于室内甲醛催化去除的MnY催化剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107837819A CN107837819A CN201711158916.XA CN201711158916A CN107837819A CN 107837819 A CN107837819 A CN 107837819A CN 201711158916 A CN201711158916 A CN 201711158916A CN 107837819 A CN107837819 A CN 107837819A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catalyst
- formaldehyde
- mny
- molecular sieve
- indoor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 228
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 33
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 230000008030 elimination Effects 0.000 title 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 title 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims abstract description 57
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 29
- VNNDVNZCGCCIPA-FDGPNNRMSA-N (z)-4-hydroxypent-3-en-2-one;manganese Chemical compound [Mn].C\C(O)=C\C(C)=O.C\C(O)=C\C(C)=O VNNDVNZCGCCIPA-FDGPNNRMSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000012018 catalyst precursor Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 8
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- HYZQBNDRDQEWAN-LNTINUHCSA-N (z)-4-hydroxypent-3-en-2-one;manganese(3+) Chemical compound [Mn+3].C\C(O)=C\C(C)=O.C\C(O)=C\C(C)=O.C\C(O)=C\C(C)=O HYZQBNDRDQEWAN-LNTINUHCSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 2
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 34
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 7
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 20
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 12
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L manganese oxide Inorganic materials [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 7
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 6
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 6
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 4
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 4
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 125000005595 acetylacetonate group Chemical group 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003905 indoor air pollution Methods 0.000 description 2
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000809 air pollutant Substances 0.000 description 1
- 231100001243 air pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000013566 allergen Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012013 faujasite Substances 0.000 description 1
- -1 formaldehyde, benzene series Chemical class 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mn+2] PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052665 sodalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 231100000378 teratogenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003390 teratogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/08—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y
- B01J29/16—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y containing arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J29/166—Y-type faujasite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8668—Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
Abstract
本发明涉及催化剂及制备方法和应用领域，具体涉及一种用于室内空气中甲醛催化去除的MnY催化剂及其制备方法。该催化剂由催化剂载体NaY分子筛和活性组分Mn组成，活性成分Mn以乙酰丙酮锰(II)为锰源。制备方法为：将NaY分子筛浸于含乙酰丙酮锰(II)的丙酮溶液中，搅拌至丙酮溶剂挥发完全，得到催化剂前驱体；在活化气氛中进行程序升温活化，然后冷却到室温取出，即得MnY催化剂。采用该法制备的MnY催化剂进行室内空气中甲醛的去除，由于Y分子筛表面分散了对甲醛氧化去除具有良好催化作用的Mn氧化物活性中心，可以将吸附于Y分子筛表面的甲醛催化降解为CO2和H2O，而且不受吸附容量的影响。该方法简洁、快速、环保，在室内甲醛催化去除中表现出较好的催化性能。
Description
技术领域
本发明涉及催化剂及制备方法和应用领域，更具体而言，涉及一种用于室内空气中甲醛催化去除的MnY催化剂及其制备方法。
背景技术
随着我国人民生活水平的提高和房地产行业的发展，室内装修在我国已非常普及，然而受工业发展水平限制，室内装修在给人们带来舒适、生活便利和美观的同时，室内装修释放物也导致了一系列问题，特别是由室内装修导致的室内空气污染问题日益严峻。据统计，装修后室内空气的污染程度一般为室外的数倍，个别场所甚至超过百倍。室内空气污染物主要包括甲醛、苯系物、氨等易挥发物。其中甲醛已被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是公认的变态反应源。由于甲醛广泛存在于建筑装潢所用的各种板材、胶黏剂、墙纸等材料，在装修过程和装修后多数存在长期释放污染，是室内污染物中毒性大，治理难度高的首要污染物。
近年来，科技工作者已在室内甲醛治理方面开展了大量工作。目前，室内甲醛的治理方式主要有通风换气、吸附去除、生物降解、化学氧化和光催化氧化等。通风换气成本最低，但比较麻烦且只在通风过程和通风后短时间内有效；生物降解、光催化氧化往往需要较高的成本；而常规化学氧化又很难获得较为理想的效果；目前较为常用的是吸附法，该法是通过选择一些价格低廉且具有较大比表面积和发达孔结构的物质为吸附剂，将室内的甲醛吸附到吸附剂表面和空隙中，进而达到降低室内空气中甲醛含量的目的。因其具有成本低、操作简单且效果较为显著等优点已受到了广泛的关注。
利用吸附法进行室内空气中甲醛污染物治理，一定程度上确实可以缓解室内空气中甲醛超标的问题。但是，吸附法仅仅是通过物理吸附的方式将甲醛污染物吸附到吸附剂的表面，并不能将吸附在表面的甲醛直接去除或降解为无毒物质，而且受吸附容量等因素影响，易造成二次污染等问题，因而需对这些吸附剂进行改性。
发明内容
为了克服现有技术中所存在的不足，本发明提供一种用于室内空气中甲醛催化去除的MnY催化剂及其制备方法，解决室内甲醛污染治理中吸收效率低、吸收效果差、降解成本高、吸附时易造成二次污染等问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种用于室内甲醛催化去除的MnY催化剂，该催化剂由催化剂载体和活性组分Mn组成，所述催化剂载体为Y型分子筛，所述活性成分Mn以乙酰丙酮锰(II)为锰源。
所述Y型分子筛为NaY分子筛，属于八面沸石型，孔径为孔隙率为50％。NaY分子筛由十二元环(0.74nm)窗口的超笼、六元环(0.23nm)窗口的方钠石笼以及双六元环(0.23nm)构成的六棱柱笼三种笼结构组成。NaY分子筛中超笼较大的空腔体积以及超笼中存在的较强静电场，有利于甲醛分子在超笼中吸附和迁移。
所述催化剂，以金属计，催化剂组成为：Mn6.0-20.0wt％，其余为Y分子筛。
所述NaY分子筛可以是工业现有的NaY分子筛，如淄博华益化工厂、南开催化剂厂和淄博腾锦节能科技有限公司等。
所述催化剂用于室内空气中甲醛催化去除时，将催化剂平铺于室内光滑水平面上，所述水平面距地面高度不低于1.5m。
一种用于室内甲醛催化去除的MnY催化剂的制备方法如下：
S1、将NaY分子筛浸于含乙酰丙酮锰(II)的丙酮溶液中，搅拌至丙酮溶剂挥发完全，得到催化剂前驱体；
S2、在活化气氛中进行程序升温活化，然后冷却到室温取出，即得MnY催化剂。
所述NaY分子筛为5g，所述乙酰丙酮锰(II)为1.4-4.5g，所述丙酮溶液为50mL。
所述催化前驱体制备温度为25-35℃。
所述活化气氛为空气。
所述升温程序是以3-10℃/min升温速率升至400-600℃，恒温活化2-4h。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
本发明利用乙酰丙酮基作为配体利用其较大的空间位阻效应，可以控制吸附过程中乙酰丙酮锰(II)吸附于Y分子筛中甲醛可自由通过的超笼中；利用乙酰丙酮基的还原性质，则可以通过调节活化气氛的氧化性，进而实现对催化剂上锰氧化物种类及含量的调控；利用载体Y分子，因其筛较大的比表面积和丰富的孔道结构，不仅对甲醛有良好的富集作用，而且可以极大地增加催化剂活性组分与甲醛的接触几率，提高催化活性；采用该法制备的MnY催化剂进行室内空气中甲醛的去除，与以NaY分子筛为吸附剂的吸附法相比，由于Y分子筛表面分散了对甲醛氧化去除具有良好催化作用的Mn氧化物活性中心，可以将吸附于Y分子筛表面的甲醛催化降解为CO2和H2O，而且不受吸附容量的影响。本发明通过简洁、快速、环保的方法制备的MnY催化剂，在室内甲醛催化去除中表现出较好的催化性能。
附图说明
图1为载体NaY和实施例1-5制备的MnY催化剂的X射线衍射(XRD)图。其中，曲线a为载体NaY的XRD图，曲线b为实施例1制备的催化剂的XRD图，曲线c为实施例2制备的催化剂的XRD图，曲线d为实施例3制备的催化剂的XRD图，曲线e为实施例4制备的催化剂的XRD图，曲线f为实施例5制备的催化剂的XRD图。
图2为实施例1制备的催化剂的透射电镜(TEM)图。其中，图中灰点为孔道中的Mn物种，粒径为2～4nm之间，黑点为表面中的Mn物种，粒径为4～8nm之间。
图3为实施例3制备的催化剂的透射电镜(TEM)图。其中，图中灰点为孔道中的Mn物种，粒径为1～2nm之间，黑点为表面中的Mn物种，粒径为3～5nm之间。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
对比例1
(1)将5g南开催化剂厂的NaY分子筛(SiO2/Al2O3＝5.3)浸渍于50mL丙酮中，30℃下搅拌至丙酮挥发完全，得到催化剂前驱体；
(2)在空气中，进行程序升温活化，升温程序是以5℃/min升温速率升至500℃，恒温活化3h，然后自然冷却到室温取出，即得到催化剂。
催化剂在室内空气中甲醛催化去除反应条件及吸附能力评价具体步骤：
将1000mL30-40％的甲醛水溶液注入体积为100cm×100cm×50cm的密闭实验箱中，30℃平衡48h，箱内气体中甲醛的初始浓度为63mg/m3。实验开始时，箱内气体由流量为600mL/min的气体采样泵抽出，通入内装无水硫酸铜的干燥管干燥后，经装有0.45g(1.1mL)催化剂的恒温25℃的管式反应器中反应后再回到箱体，循环反应24h，测试分子筛对甲醛的吸附能力，测得分子筛对甲醛的吸附量为12.4mg/g。
实施例1
(1)称取5gNaY分子筛(SiO2/Al2O3＝4.8，孔径孔隙率50％)浸渍于50mL含1.4g乙酰丙酮锰(II)的丙酮溶液中，乙酰丙酮锰(II)均匀的吸附在Y分子筛上25℃下搅拌至丙酮溶剂挥发完全，得到催化剂前驱体；
(2)在空气中，进行程序升温活化，升温程序是以3℃/min升温速率升至400℃，恒温活化4h，使乙酰丙酮锰(II)在NaY上发生分解反应，形成了催化去除甲醛的活性中心-锰的氧化物，然后自然冷却到室温取出，即得催化剂，以金属计，Mn的负载量为6.1wt％。
催化剂在室内空气中甲醛催化去除反应条件及吸附能力评价具体步骤：
将1000mL30-40％的甲醛水溶液注入体积为100cm×100cm×50cm的密闭实验箱中，30℃平衡48h，箱内气体中甲醛的初始浓度为50mg/m3。实验开始时，箱内气体由流量为500mL/min的气体采样泵抽出，通入内装无水硫酸铜的干燥管干燥后，经装有0.45g(1.1mL)催化剂的恒温25-45℃的管式反应器中反应后再回到箱体，循环反应12h，测试分子筛对甲醛的吸附能力，测得分子筛对甲醛的吸附量为13.7mg/g。
实施例2
(1)称取5gNaY分子筛(SiO2/Al2O3＝5.0，孔径孔隙率50％)浸渍于50mL含1.9g乙酰丙酮锰(II)的丙酮溶液中，35℃下搅拌至丙酮溶剂挥发完全，乙酰丙酮锰(II)均匀的吸附在Y分子筛上，得到催化剂前驱体；
(2)在空气中，进行程序升温活化，升温程序是以3℃/min升温速率升至450℃，恒温活化4h，使乙酰丙酮锰(II)在NaY上发生分解反应，形成了催化去除甲醛的活性中心-锰的氧化物，然后自然冷却到室温取出，即得催化剂，以金属计，Mn的负载量为8.2wt％。
催化剂在室内空气中甲醛催化去除反应条件及吸附能力评价具体步骤：
将1000mL30-40％的甲醛水溶液注入体积为100cm×100cm×50cm的密闭实验箱中，30℃平衡48h，箱内气体中甲醛的初始浓度为58mg/m3。实验开始时，箱内气体由流量为700mL/min的气体采样泵抽出，通入内装无水硫酸铜的干燥管干燥后，经装有0.45g(1.1mL)催化剂的恒温30℃的管式反应器中反应后再回到箱体，循环反应18h，测试分子筛对甲醛的吸附能力，测得分子筛对甲醛的吸附量为31.1mg/g。
实施例3
(1)称取5gNaY分子筛(SiO2/Al2O3＝5.3，孔径孔隙率50％)浸渍于50mL含2.58g乙酰丙酮锰(II)的丙酮溶液中，30℃下搅拌至丙酮溶剂挥发完全，乙酰丙酮锰(II)均匀的吸附在Y分子筛上，得到催化剂前驱体；
(2)在空气中，进行程序升温活化，升温程序是以5℃/min升温速率升至500℃，恒温活化3h，使乙酰丙酮锰(II)在NaY上发生分解反应，形成了催化去除甲醛的活性中心-锰的氧化物，然后自然冷却到室温取出，即得催化剂，以金属计，Mn的负载量为11.4wt％。
催化剂在室内空气中甲醛催化去除反应条件及吸附能力评价具体步骤：
将1000mL30-40％的甲醛水溶液注入体积为100cm×100cm×50cm的密闭实验箱中，30℃平衡48h，箱内气体中甲醛的初始浓度为65mg/m3。实验开始时，箱内气体由流量为600mL/min的气体采样泵抽出，通入内装无水硫酸铜的干燥管干燥后，经装有0.45g(1.1mL)催化剂的恒温25℃的管式反应器中反应后再回到箱体，循环反应24h，测试分子筛对甲醛的吸附能力，测得分子筛对甲醛的吸附量为52.6mg/g。
实施例4
(1)称取5gNaY分子筛(SiO2/Al2O3＝5.0，孔径孔隙率50％)浸渍于50mL含3.17g乙酰丙酮锰(II)的丙酮溶液中，25℃下搅拌至丙酮溶剂挥发完全，乙酰丙酮锰(II)均匀的吸附在Y分子筛上，得到催化剂前驱体；
(2)在空气中，进行程序升温活化，升温程序是以5℃/min升温速率升至500℃，恒温活化3h，使乙酰丙酮锰(II)在NaY上发生分解反应，形成了催化去除甲醛的活性中心-锰的氧化物，然后自然冷却到室温取出，即得催化剂，以金属计，Mn的负载量为14wt％。
催化剂在室内空气中甲醛催化去除反应条件及吸附能力评价具体步骤：
将1000mL30-40％的甲醛水溶液注入体积为100cm×100cm×50cm的密闭实验箱中，30℃平衡48h，箱内气体中甲醛的初始浓度为70mg/m3。实验开始时，箱内气体由流量为700mL/min的气体采样泵抽出，通入内装无水硫酸铜的干燥管干燥后，经装有0.45g(1.1mL)的催化剂的恒温35℃的管式反应器中反应后再回到箱体，循环反应16h，测试分子筛对甲醛的吸附能力，测得分子筛对甲醛的吸附量为22.5mg/g。
实施例5
(1)称取5gNaY分子筛(SiO2/Al2O3＝5.0，孔径孔隙率50％)浸渍于50mL含4.5g乙酰丙酮锰(II)的丙酮溶液中，35℃下搅拌至丙酮溶剂挥发完全，乙酰丙酮锰(II)均匀的吸附在Y分子筛上，得到催化剂前驱体；
(2)在空气中，进行程序升温活化，升温程序是以10℃/min升温速率升至600℃，恒温活化2h，使乙酰丙酮锰(II)在NaY上发生分解反应，形成了催化去除甲醛的活性中心-锰的氧化物，然后自然冷却到室温取出，即得催化剂，以金属计，Mn的负载量为20wt％。
催化剂在室内空气中甲醛催化去除反应条件及吸附能力评价具体步骤：
将1000mL30-40％的甲醛水溶液注入体积为100cm×100cm×50cm的密闭实验箱中，30℃平衡48h，箱内气体中甲醛的初始浓度为68mg/m3。实验开始时，箱内气体由流量为800mL/min的气体采样泵抽出，通入内装无水硫酸铜的干燥管干燥后，经装有0.45g(1.1mL)催化剂的恒温40℃的管式反应器中反应后再回到箱体，循环反应20h，测试分子筛对甲醛的吸附能力，测得分子筛对甲醛的吸附量为18.2mg/g。
如图1所示，图中为载体NaY和实施例1-5制备的MnY催化剂的X射线衍射(XRD)图。图中曲线e出现了的Mn3O4衍射峰，图中曲线f出现了的MnO衍射峰，而曲线c，曲线d,曲线f和曲线a均未出现明显的二氧化锰或其锰氧化物晶体衍射峰，这说明乙酰丙酮锰(II)在Y分子筛分散性良好。
如图2所示，为实施例1制备的催化剂的透射电镜(TEM)图。其中，图中灰点为孔道中的Mn物种，粒径为2～4nm之间，黑点为表面中的Mn物种，粒径为4～8nm之间。
如图3所示，为实施例3制备的催化剂的透射电镜(TEM)图。其中，图中灰点为孔道中的Mn物种，粒径为1～2nm之间，黑点为表面中的Mn物种，粒径为3～5nm之间，说明Mn物种已成功且均匀地负载到了分子筛中。
在上述实施例中，以乙酰丙酮锰(II)为锰源，将乙酰丙酮锰(II)溶于极易挥发的丙酮后与Y分子筛充分作用，利用Y分子筛良好的吸附性能，使乙酰丙酮锰(II)均匀的吸附在Y分子筛上，然后再进行活化处理，使乙酰丙酮锰(II)在NaY上发生分解反应，形成了催化去除甲醛的活性中心-锰的氧化物；锰源中引入的乙酰丙酮基是一种分子尺寸较大且具有还原性的配体，利用其较大的空间位阻效应，可以控制吸附过程中乙酰丙酮锰(II)吸附于Y分子筛中甲醛可自由通过的超笼中，通过调节活化气氛的氧化性，进而实现对催化剂上锰氧化物种类及含量的调控，载体Y分子筛较大的比表面积和丰富的孔道结构不仅对甲醛有良好的富集作用，而且可以极大地增加催化剂活性组分与甲醛的接触几率，提高催化活性，采用该法制备的MnY催化剂进行室内空气中甲醛的去除，与以NaY分子筛为吸附剂的吸附法相比，由于Y分子筛表面分散了对甲醛氧化去除具有良好催化作用的Mn氧化物活性中心，可以将吸附于Y分子筛表面的甲醛催化降解为CO2和H2O，而且不受吸附容量的影响。
在上述实施例中，催化剂用于室内空气中甲醛催化去除时，将催化剂平铺于室内光滑水平面上，水平面距地面高度不低于1.5m，平铺后催化剂厚度约0.5cm，催化剂平铺面积根据室内面积计算，具体为：室内面积为20-30m2，需面积为30cm×30cm的催化剂铺层一块且居中放置；室内面积为40-60m2，需面积为30cm×30cm的催化剂铺层两块且对角放置；以此类推。
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于室内甲醛催化去除的MnY催化剂，该催化剂由催化剂载体和活性组分Mn组成，其特征在于：所述催化剂载体为Y型分子筛，所述活性成分Mn以乙酰丙酮锰(II)为锰源。
2.根据权利要求1所述的一种用于室内甲醛催化去除的MnY催化剂，其特征在于：所述Y型分子筛为NaY分子筛，硅铝摩尔比为4.8-5.3，孔径为孔隙率为50％。
3.根据权利要求1所述的一种用于室内甲醛催化去除的MnY催化剂，其特征在于，所述催化剂，以金属计，催化剂组成为：Mn6.0-20.0wt％，其余为Y分子筛。
4.根据权利要求1所述的一种用于室内甲醛催化去除的MnY催化剂，其特征在于：所述催化剂用于室内空气中甲醛催化去除时，将催化剂平铺于室内光滑水平面上，所述水平面距地面高度不低于1.5m。
5.一种用于室内甲醛催化去除的MnY催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将NaY分子筛浸于含乙酰丙酮锰(II)的丙酮溶液中，搅拌至丙酮溶剂挥发完全，得到催化剂前驱体；
S2、在活化气氛中进行程序升温活化，然后冷却到室温取出，即得MnY催化剂。
6.根据权利要求5所述的一种用于室内甲醛催化去除的MnY催化剂的制备方法，其特征在于：所述NaY分子筛为5g，所述乙酰丙酮锰(II)为1.4-4.5g，所述丙酮溶液为50mL。
7.根据权利要求5所述的一种用于室内甲醛催化去除的MnY催化剂的制备方法，其特征在于：所述催化前驱体制备温度为25-35℃。
8.根据权利要求5所述的一种用于室内甲醛催化去除的MnY催化剂的制备方法，其特征在于：所述活化气氛为空气。
9.根据权利要求5所述的一种用于室内甲醛催化去除的MnY催化剂的制备方法，其特征在于：所述升温程序是以3-10℃/min升温速率升至400-600℃，恒温活化2-4h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711158916.XA CN107837819B (zh) | 2017-11-20 | 2017-11-20 | 一种用于室内甲醛催化去除的MnY催化剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711158916.XA CN107837819B (zh) | 2017-11-20 | 2017-11-20 | 一种用于室内甲醛催化去除的MnY催化剂及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107837819A true CN107837819A (zh) | 2018-03-27 |
| CN107837819B CN107837819B (zh) | 2020-07-24 |
Family
ID=61679856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711158916.XA Expired - Fee Related CN107837819B (zh) | 2017-11-20 | 2017-11-20 | 一种用于室内甲醛催化去除的MnY催化剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107837819B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109135306A (zh) * | 2018-08-06 | 2019-01-04 | 浙江农林大学 | 一种高吸附性炭塑复合材料的制造工艺 |
| CN115041221A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-09-13 | 扬州晨化新材料股份有限公司 | 一种用于连续合成聚氨酯用叔胺类催化剂的含NaY分子筛组合物及其制备方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002018045A1 (en) * | 2000-08-31 | 2002-03-07 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Crystalline microporous oxide catalysts having increased lewis acidity and methods for the preparation thereof |
| CN101823689A (zh) * | 2010-02-20 | 2010-09-08 | 哈尔滨工业大学 | 一种制备多孔金属氧化物包覆碳纳米管复合材料的方法 |
| CN102407154A (zh) * | 2011-09-29 | 2012-04-11 | 浙江师范大学 | 一种分子筛涂层负载锰基复合氧化物整体催化剂及其制造方法 |
| KR20130050142A (ko) * | 2011-11-07 | 2013-05-15 | 인하대학교 산학협력단 | 다공성 제올라이트/망간 산화물 복합체의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 다공성 제올라이트/망간 산화물 복합체 |
| CN105665000A (zh) * | 2016-01-11 | 2016-06-15 | 盘锦盛世康环保科技有限公司 | 一种常温甲醛催化材料及其制备方法 |
| CN105772075A (zh) * | 2016-04-30 | 2016-07-20 | 华南理工大学 | 一种MnOx/SAPO-34低温SCR烟气脱硝催化剂及其制备方法与应用 |
| CN105833901A (zh) * | 2016-04-30 | 2016-08-10 | 华南理工大学 | 一种PrOx-MnOx/SAPO-34低温SCR烟气脱硝催化剂及其制备方法与应用 |
| CN107096562A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-08-29 | 华南理工大学 | 一种微纤复合分子筛膜负载活性成分催化剂及其方法与应用 |
-
2017
- 2017-11-20 CN CN201711158916.XA patent/CN107837819B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002018045A1 (en) * | 2000-08-31 | 2002-03-07 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Crystalline microporous oxide catalysts having increased lewis acidity and methods for the preparation thereof |
| CN101823689A (zh) * | 2010-02-20 | 2010-09-08 | 哈尔滨工业大学 | 一种制备多孔金属氧化物包覆碳纳米管复合材料的方法 |
| CN102407154A (zh) * | 2011-09-29 | 2012-04-11 | 浙江师范大学 | 一种分子筛涂层负载锰基复合氧化物整体催化剂及其制造方法 |
| KR20130050142A (ko) * | 2011-11-07 | 2013-05-15 | 인하대학교 산학협력단 | 다공성 제올라이트/망간 산화물 복합체의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 다공성 제올라이트/망간 산화물 복합체 |
| CN105665000A (zh) * | 2016-01-11 | 2016-06-15 | 盘锦盛世康环保科技有限公司 | 一种常温甲醛催化材料及其制备方法 |
| CN105772075A (zh) * | 2016-04-30 | 2016-07-20 | 华南理工大学 | 一种MnOx/SAPO-34低温SCR烟气脱硝催化剂及其制备方法与应用 |
| CN105833901A (zh) * | 2016-04-30 | 2016-08-10 | 华南理工大学 | 一种PrOx-MnOx/SAPO-34低温SCR烟气脱硝催化剂及其制备方法与应用 |
| CN107096562A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-08-29 | 华南理工大学 | 一种微纤复合分子筛膜负载活性成分催化剂及其方法与应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| JEANPIERRE BELLAT ET AL.: ""Capture of formaldehyde by adsorption on nanoporous materials"", 《JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS》 * |
| 周昕彦 等: ""锰氧化物改性活性炭去除空气中甲醛"", 《环境工程学报》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109135306A (zh) * | 2018-08-06 | 2019-01-04 | 浙江农林大学 | 一种高吸附性炭塑复合材料的制造工艺 |
| CN115041221A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-09-13 | 扬州晨化新材料股份有限公司 | 一种用于连续合成聚氨酯用叔胺类催化剂的含NaY分子筛组合物及其制备方法 |
| CN115041221B (zh) * | 2022-06-30 | 2023-03-24 | 扬州晨化新材料股份有限公司 | 一种用于连续合成聚氨酯用叔胺类催化剂的含NaY分子筛组合物及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107837819B (zh) | 2020-07-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11364483B2 (en) | Method for making catalyst for ozone decomposition | |
| CN110787840B (zh) | 一种双金属MOFs催化剂及其制备方法和用途 | |
| TWI826408B (zh) | 用於催化甲醛氧化的催化劑及其製備與用途 | |
| CN105597777B (zh) | 一种有序介孔碳负载Cu-Mn双金属脱硝催化剂及其制备方法 | |
| CN109569725B (zh) | 一种一步法制备磁性Cu(I)微球催化剂的方法 | |
| CN106268799A (zh) | 负载Pt的晶化的氧化锰纳米片材料及其制备方法和应用 | |
| CN110385125A (zh) | 一种钾掺杂MnO2催化剂及其制备方法 | |
| CN111318284A (zh) | 臭氧氧化催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN108311106A (zh) | 一种膨胀石墨-金属氧化物吸附剂及其制备方法 | |
| CN101862638A (zh) | 一种甲醛吸附剂的制备方法 | |
| CN107837819A (zh) | 一种用于室内甲醛催化去除的MnY催化剂及其制备方法 | |
| CN112403483B (zh) | 中低温非金属矿基scr脱硝脱汞催化剂材料及制备方法 | |
| CN117797771A (zh) | 一种具有核壳结构的碱土金属吸附剂及其制备方法和应用 | |
| CN103394324B (zh) | 一种负载型脱砷剂及其制备方法 | |
| CN114849466B (zh) | 一种脱汞剂及其制备方法和应用 | |
| CN110314685A (zh) | 一种用于甲苯低温催化氧化的核壳结构催化剂制备方法 | |
| CN106345487B (zh) | 一种空气净化多孔复合催化剂材料及其制备方法 | |
| CN117299132B (zh) | 一种低价态金属掺杂的钴尖晶石催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN108097236B (zh) | 用于降解工业废水中苯酚的生物光催化剂及其制备方法 | |
| CN108793312B (zh) | 利用氮化碳/氮掺中空介孔碳/三氧化二铋三元z型光催化剂催化去除抗生素的方法 | |
| CN116726912A (zh) | 一种臭氧常温分解负载型锰基催化剂及其制备方法 | |
| CN107754808A (zh) | 活性炭负载锰铁锌催化剂的制备方法及其产品和应用 | |
| CN116603507B (zh) | 一种壳聚糖-铁-铈微球的制备方法及其应用 | |
| CN120698557B (zh) | 锰钛复合吸附剂在纺织印染尾水中吸附除锑的应用 | |
| CN114682222B (zh) | 用于处理含砷、锑和钼废水的吸附材料及其制备方法和使用其处理含砷、锑和钼废水的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200724 Termination date: 20201120 |