專利名稱：能吸附并分解甲醛的活性炭及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能分解甲醛的材料及其凈化室內(nèi)空氣中甲醛污染物的應(yīng)用，屬于室內(nèi) 空氣凈化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平與審美情趣的提高，家庭裝修已越來越普及，各種裝飾物、家具、 地面板材、墻壁裝飾材料等在家庭裝修中已變得不可缺少。同時伴隨而來的一些不易覺察 的氣體污染物也給人們帶來了許多不適和煩惱，其中較為常見的是甲醛氣體。根據(jù)對我國 部分建筑物室內(nèi)空氣污染水平的檢測數(shù)據(jù)，新裝修后污染嚴(yán)重的房間，室內(nèi)空氣中甲醛的
峰值濃度能達(dá)到0.8 1mg/m3，超過國家標(biāo)準(zhǔn)限值(0.08mg/m3) 10倍以上，個別甚至 高達(dá)5 10mg/m3。甲醛易揮發(fā)、來源廣、釋放時間長、危害大，在人們的日常生活中甲 醛污染已成為不容忽視的問題。室內(nèi)甲醛污染嚴(yán)重影響人們的健康，它對人體健康的危害 可歸納為刺激作用、毒性作用和致癌作用。
活性炭材料是一種重要的無定形碳素材料，為黑色多孔固體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，孔隙結(jié) 構(gòu)發(fā)達(dá)，具有巨大的比表面積，是一種優(yōu)良的吸附劑，已廣泛地應(yīng)用于環(huán)保、化工、食品 加工、濕法冶金、藥物精制、軍事化學(xué)防護(hù)等各個領(lǐng)域?；钚蕴窟€具有一定的催化活性， 活性炭具有類石墨片層結(jié)構(gòu)，石墨層面中n電子具有一定的催化活性，邊緣及表面缺陷 處的碳原子所具有的不成對電子也可在催化中發(fā)揮作用，表面含氧基團(tuán)又呈現(xiàn)出固體酸、 堿的催化作用。此外，活性炭材料可作為一種特殊的載體，不僅因為具有很大的比表面積、 規(guī)則良好的孔徑分布以及豐富的表面官能團(tuán)，而且由于活性炭材料不論在酸性還是堿性氛 圍下都具有很好的物理化學(xué)性質(zhì)的穩(wěn)定性，使它成為一種理想的催化劑載體。
金屬酞菁具有良好的催化活性，但通常是以粉末狀或溶液的形式存在，不便于直接用 來處理室內(nèi)空氣中的甲醛，需合適的載體。活性炭由于其超強的吸附性能和良好的熱穩(wěn)定 性，己應(yīng)用于處理室內(nèi)空氣中的甲醛，但是這種處理方法僅僅是活性炭對甲醛進(jìn)行吸附， 簡單地使甲醛由空氣轉(zhuǎn)移到了活性炭載體上，并沒徹底消除甲醛，顯而易見，這種處理方 法存在容易吸附飽和、活性炭需再生等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述存在的不足，而提供一種將活性炭的結(jié)構(gòu)特性與金屬酞菁 優(yōu)良的催化活性相結(jié)合，制備得到一種新型的催化劑一活性炭負(fù)載金屬酞菁的能分解甲醛 的活性炭及其應(yīng)用。該催化劑可在室溫下有效消除室內(nèi)空氣中的"頭號殺手"——甲醛。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，它包括一種活性炭，所述的活性炭中以 物理吸附、離子鍵或共價鍵方式負(fù)載有金屬酞菁，其中活性炭負(fù)載金屬酞菁中的質(zhì)量百分 數(shù)為0. 1 15%的金屬酞菁。
所述的活性炭包括纖維狀活性炭、顆粒狀活性炭、粉末狀活性炭等的各種形狀的活性 炭；所述的金屬酞菁為單核金屬酞菁、雙核金屬酞菁、多核金屬酞菁、聚合酞菁以及上述 不同金屬酞菁混合物中的一種。
所述的金屬酞菁分子中，其中心金屬離子是過渡金屬離子或稀土金屬離子。
一種如上所述能吸附并分解甲醛的活性炭的應(yīng)用，它是將活性炭中負(fù)載有金屬酞菁， 并采用此活性炭吸附空氣中的甲醛，然后在空氣中氧氣的作用下分解甲醛。
所述的活性炭為纖維狀活性炭，制成活性炭纖維氈，用作空調(diào)過濾網(wǎng)，消除室內(nèi)空氣 中的甲醛。
所述的活性炭為粉末狀活性炭，將此活性炭粉末粘合于紡織品，用于消除室內(nèi)空氣中 的甲醛。
所述的活性炭為纖維狀或顆粒狀活性炭，將此活性炭顆粒充裝于透氣的盒子中，用于 消除室內(nèi)空氣或汽車中的甲醛。
本發(fā)明是針對日益嚴(yán)重的室內(nèi)空氣污染提供了治理甲醛的新材料和方法。本發(fā)明正是 將金屬酞菁良好的催化性能和活性炭特殊的結(jié)構(gòu)特性相結(jié)合，制備得到新型的催化劑—— 活性炭負(fù)載金屬酞菁，這種催化劑可實現(xiàn)邊吸附邊降解甲醛的目的。該方法處理甲醛是在 室溫常壓下進(jìn)行的，并不需要可見光或紫外光，活性炭可原位再生，可多次循環(huán)使用，大 大降低了成本。
本發(fā)明將金屬酞菁的催化性能與活性炭的超強吸附性能相結(jié)合，從而實現(xiàn)第一，負(fù) 載金屬酞菁的活性炭可邊吸附邊催化降解甲醛，避免了單純活性炭吸附甲醛易飽和的缺 陷，甲醛被催化氧化成無害的二氧化碳和水；第二，金屬酞菁與活性炭結(jié)合，增加催化活 性中心數(shù)量，從而增強了金屬酞菁的催化活性。
本發(fā)明消除甲醛的方法只要空氣中存在氧氣就可自然進(jìn)行，無需可見光或紫外光照 射，各種場合都可方便使用。根據(jù)需要，可以加工成盒裝吸附劑、空調(diào)過濾材料等各種形
狀的產(chǎn)品。
具體實施例方式
本發(fā)明所述的能分解甲醛的活性炭，它包括一種活性炭，所述的活性炭中以物理吸附、
離子鍵或共價鍵方式負(fù)載有金屬酞菁，其中活性炭負(fù)載金屬酞菁中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O. 1 15%的金屬酞菁。
所述的活性炭包括纖維狀活性炭、顆粒狀活性炭、粉末狀活性炭等各種形狀的活性炭; 所述的金屬酞菁為單核金屬酞菁、雙核金屬酞菁、多核金屬酞菁、聚合酞菁以及上述不同 金屬酞菁混合物中的一種。
所述的金屬酞菁分子中，其中心金屬離子是過渡金屬離子或稀土金屬離子。
一種如上所述能吸附并分解甲醛的活性炭的應(yīng)用，它是將活性炭中負(fù)載有金屬酞菁， 并采用此活性炭吸附空氣中的甲醛，然后在空氣中氧氣的作用下分解甲醛。
實施例1，利用活性炭纖維上的羥基、羧基等基團(tuán)與反應(yīng)性金屬酞菁反應(yīng)生成共價鍵 結(jié)合的負(fù)載金屬酞菁活性炭纖維，金屬酞菁的負(fù)載量為1.5%，制成活性炭纖維氈，用作
空調(diào)過濾網(wǎng)，消除室內(nèi)空氣中的甲醛。
實施例2，利用活性炭粉末上的羧基與含有季胺鹽基團(tuán)的金屬酞菁反應(yīng)生成離子鍵結(jié) 合的負(fù)載金屬酞菁活性炭粉末，金屬酞菁的負(fù)載量為1.2%，將此活性炭粉末粘合于紡織 品，用于消除室內(nèi)空氣中的甲醛。
實施例3，利用顆粒狀活性炭粉通過物理吸附的方式制得負(fù)載金屬酞菁活性炭顆粒， 金屬酞菁的負(fù)載量為2.0%，將此活性炭顆粒充裝于透氣的盒子中，用于消除汽車中的甲 醛。
權(quán)利要求
1、一種能吸附并分解甲醛的活性炭，其特征在于所述的活性炭中以物理吸附或離子鍵或共價鍵方式負(fù)載有金屬酞菁，其中金屬酞菁的負(fù)載量為0.1～15％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能吸附并分解甲醛的活性炭，其特征在于所述的活性炭是 纖維狀活性炭或顆粒狀活性炭或粉末狀活性炭；所述的金屬酞菁為單核金屬酞菁、雙核金 屬酞菁、多核金屬酞菁、聚合酞菁以及上述不同金屬酞菁混合物中的一種。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的能吸附并分解甲酸的活性炭，其特征在于所述的金屬酞菁 分子中，其中心金屬離子是過渡金屬離子或稀土金屬離子。
4、 一種如權(quán)利要求1或2或3所述能吸附并分解甲酸的活性炭的應(yīng)用，其特征在于 它是將活性炭中負(fù)載有金屬酞菁，并采用此活性炭吸附空氣中的甲醛，然后在空氣中氧氣 的作用下分解甲醛。
5、 根據(jù)權(quán)利要求要求4所述的能吸附并分解甲醛的活性炭的應(yīng)用，其特征在于將所 述的活性炭制成活性炭纖維氈，用作空氣凈化器或空調(diào)的過濾網(wǎng)，消除室內(nèi)空氣中的甲醛。
6、 根據(jù)權(quán)利要求要求4所述的能吸附并分解甲醛的活性炭的應(yīng)用，其特征在于將所 述的活性炭粉末粘合于紡織品，用于消除室內(nèi)空氣中的甲醛。
7、 根據(jù)權(quán)利要求要求4所述的能吸附并分解甲醛的活性炭的應(yīng)用，其特征在于將所 述的活性炭充裝于透氣的盒子中，用于消除室內(nèi)空氣或汽車中的甲醛。
全文摘要
一種能吸附并分解甲醛的活性炭的應(yīng)用，它包括一種活性炭，其特征在于所述的活性炭中以物理吸附、離子鍵或共價鍵方式負(fù)載有金屬酞菁，其中金屬酞菁的負(fù)載量為0.1～15％；所述的活性炭包括纖維狀活性炭、顆粒狀活性炭、粉末狀活性炭等各種形狀的活性炭；所述的金屬酞菁為單核金屬酞菁、雙核金屬酞菁、多核金屬酞菁、聚合酞菁以及上述不同金屬酞菁混合物中的一種；本發(fā)明消除甲醛的方法只要空氣中存在氧氣就可自然進(jìn)行，無需可見光或紫外光照射，各種場合都可方便使用；根據(jù)需要，可以加工成盒裝吸附劑、空調(diào)過濾材料等各種形狀的產(chǎn)品。
文檔編號A61L9/01GK101337177SQ20081006339
公開日2009年1月7日 申請日期2008年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月14日
發(fā)明者呂汪洋, 姚玉元, 陳文興 申請人:浙江理工大學(xué)