本發(fā)明屬于環(huán)保，具體涉及一種基于含高活性物質(zhì)微液滴除甲醛的方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、甲醛(hcho)是室內(nèi)空氣中典型的污染物，主要來(lái)源于建筑材料和室內(nèi)裝修家具，具有濃度低、釋放時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)。人們長(zhǎng)期接觸甲醛會(huì)出現(xiàn)鼻腫瘤、頭痛、眼睛刺激、呼吸道疾病等一系列健康問(wèn)題，嚴(yán)重者甚至患上癌癥。因此，有效清除室內(nèi)空氣中的甲醛對(duì)改善空氣質(zhì)量，降低人們健康風(fēng)險(xiǎn)具有重要的顯示意義。

2、目前，除室內(nèi)甲醛有多種方法，如物理或化學(xué)吸附、植物凈化、室溫催化氧化等。物理或化學(xué)吸附法是指物通過(guò)活性炭、分子篩、硅藻泥、活性氧化鋁等多孔結(jié)構(gòu)和高比表面積的材料對(duì)甲醛的吸附或強(qiáng)氧化性溶液、氨溶液、堿溶液等對(duì)甲醛反應(yīng)，進(jìn)而降低空氣中甲醛的濃度。不足的是，物理或化學(xué)吸附法的載體存在吸附效率不高和發(fā)生脫附造成二次污染的問(wèn)題，使用場(chǎng)景受到限制。

3、室溫催化氧化能將甲醛轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害的二氧化碳和水，具有能耗低、不存在吸附飽和以及無(wú)二次污染的特點(diǎn)室溫催化氧化技術(shù)被認(rèn)為是一種很有前景的室內(nèi)甲醛濃度控制的方法。該過(guò)程中最關(guān)鍵的是催化劑受外界能量(電、光)激發(fā)并在表面形成電子轉(zhuǎn)移和氧空穴，進(jìn)一步產(chǎn)生活性氧將甲醛氧化成二氧化碳和水。例如，自驅(qū)動(dòng)摩擦電催化劑在風(fēng)力驅(qū)動(dòng)下可產(chǎn)生摩擦電荷，強(qiáng)化了局部電場(chǎng)，增強(qiáng)活性氧(o*)的生成，從而促進(jìn)甲醛及中間產(chǎn)物的催化氧化，并生產(chǎn)了無(wú)污染的二氧化碳和水。然而，室溫催化氧化甲醛催化劑中僅在與甲醛接觸時(shí)才發(fā)生降解反應(yīng)，導(dǎo)致其實(shí)際應(yīng)用中除甲醛效率不高阻礙了大規(guī)模的應(yīng)用。

4、基于此，迫切需要進(jìn)一步安全、高效地催化氧化甲醛的性能方法，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣清潔技術(shù)持續(xù)發(fā)展。我們提出一種含高活性物質(zhì)微液滴的產(chǎn)生方法及其除甲醛的應(yīng)用。該方法的特點(diǎn)是裝置簡(jiǎn)單、操作便捷、成本低、效能長(zhǎng)久。該方法的核心技術(shù)調(diào)控微液滴尺寸以及催化劑表面持續(xù)有效地接觸，使得與霧滴能源源不斷地增加活性氧或氧負(fù)離子的濃度，強(qiáng)化除甲醛效能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種含有大量高氧化活性物質(zhì)氧化室內(nèi)甲醛的方法。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：基于含高活性物質(zhì)微液滴除甲醛的方法，在微液滴發(fā)生裝置中加入金屬基催化劑，微液滴表面極高的界面電場(chǎng)不僅會(huì)在氣-液電離出活性物質(zhì)(活性氧或氧負(fù)離子)，還會(huì)與催化劑發(fā)生高效的固-液電荷轉(zhuǎn)移，進(jìn)一步增強(qiáng)微液滴中高活性物質(zhì)的濃度。該含高濃度的活性物質(zhì)的微液滴能高效的將空氣中的甲醛氧化成二氧化碳和水等綠色的產(chǎn)物。其具體操作步驟如下：

3、(1)將一定尺寸的金屬及其氧化物催化劑固定在金屬網(wǎng)上，并將放置于微液滴發(fā)生器中；

4、(2)使用微液滴方式裝置產(chǎn)生不同尺寸的微液滴與金屬及其氧化物催化劑接觸。

5、優(yōu)選的，步驟(1)中，所述金屬基催化劑包括但不限于金基催化劑、銀基催化劑、鉑基催化劑、鈀基催化劑、鐵基催化劑、鈷基催化劑、鎳基催化劑、鈦基催化劑、錳基催化劑、銅基催化劑、鉻基催化劑、釩基催化劑、鈰基催化劑、汞基催化劑、混合金屬催化劑的一種。

6、優(yōu)選的，步驟(1)中，所述的催化劑尺寸為10-1000nm；

7、優(yōu)選的，步驟(1)中，所述催化劑固定在金屬網(wǎng)的方式為物理吸附或化學(xué)負(fù)載的一種或多種。

8、優(yōu)選的，所述固定有催化劑的金屬網(wǎng)距離微液滴產(chǎn)生的裝置的距離為1-100mm；

9、優(yōu)選的，步驟(2)中，所述產(chǎn)生微液滴的方式包括但不限于超聲波霧化、壓縮空氣霧化、網(wǎng)孔式霧化、冷凝霧化的一種；

10、優(yōu)選的，步驟(2)中，所述產(chǎn)生微液滴裝置中超聲霧化，超聲頻率在0.1-3mhz；氣動(dòng)霧化的壓力在0.1kpa-1000kpa之間；

11、優(yōu)選的，步驟(2)中，所產(chǎn)生的霧滴尺寸為0.1-1000μm。

12、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供了一種基于含高活性物質(zhì)微液滴除甲醛的方法，通過(guò)在微液滴發(fā)生裝置中加入金屬及其氧化物催化劑，微液滴表面極高的界面電場(chǎng)會(huì)與催化劑發(fā)生高效的電子轉(zhuǎn)移，在液-固界面協(xié)同產(chǎn)生大量的高活性物質(zhì)(活性氧或氧負(fù)離子)。該含有高活性物質(zhì)的微液滴能高效的將空氣中的甲醛氧化成二氧化碳和水等綠色的產(chǎn)物。更重要的是，在除甲醛的實(shí)際應(yīng)用中，可以高效、持續(xù)、長(zhǎng)期地產(chǎn)生活性氧化物或氧負(fù)離子用于室內(nèi)甲醛的凈化，為室內(nèi)除甲醛提供新策略。該除甲醛方法操作簡(jiǎn)單、環(huán)境友好、適用范圍廣。

13、本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說(shuō)明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)下面的說(shuō)明書來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.一種基于含高活性物質(zhì)微液滴除甲醛的方法，其特征在于，通過(guò)在微液滴發(fā)生裝置中加入金屬基催化劑，其中微液滴表面的界面電場(chǎng)不僅會(huì)在氣-液電離出活性物質(zhì)，還會(huì)與催化劑發(fā)生固-液電荷轉(zhuǎn)移，進(jìn)一步增強(qiáng)微液滴中活性物質(zhì)的濃度；含活性物質(zhì)的微液滴能將空氣中的甲醛氧化成二氧化碳和水；其具體操作步驟如下：

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述金屬基催化劑包括但不限于金基催化劑、銀基催化劑、鉑基催化劑、鈀基催化劑、鐵基催化劑、鈷基催化劑、鎳基催化劑、鈦基催化劑、錳基催化劑、銅基催化劑、鉻基催化劑、釩基催化劑、鈰基催化劑、汞基催化劑、混合金屬催化劑的一種或多種。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，金屬基催化劑尺寸為10-1000nm。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，金屬基催化劑固定在金屬網(wǎng)的方式為物理吸附或化學(xué)負(fù)載。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，固定有金屬基催化劑的金屬網(wǎng)距離微液滴產(chǎn)生的裝置的距離為1-100mm。

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，產(chǎn)生微液滴的方式包括但不限于超聲波霧化、壓縮空氣霧化、網(wǎng)孔式霧化或冷凝霧化。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，產(chǎn)生微液滴裝置中超聲霧化，超聲頻率在0.1-3mhz；氣動(dòng)霧化的壓力在0.1kpa-1000kpa之間。

8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，微液滴尺寸為0.1-1000μm。

9.權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的方法在除甲醛中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于含高活性物質(zhì)微液滴除甲醛的方法及應(yīng)用，通過(guò)在超聲或氣動(dòng)微液滴發(fā)生裝置中加入金屬基催化劑，其中微液滴表面極高的界面電場(chǎng)不僅會(huì)在氣?液電離出活性物質(zhì)(活性氧或氧負(fù)離子)，還會(huì)與催化劑發(fā)生高效的固?液電荷轉(zhuǎn)移，進(jìn)一步增強(qiáng)微液滴中高活性物質(zhì)的濃度。該含高濃度的活性物質(zhì)的微液滴能高效的將空氣中的甲醛氧化成二氧化碳和水等綠色的產(chǎn)物。該裝置在持續(xù)產(chǎn)生高活性的微液滴不僅可以降低室內(nèi)甲醛的濃度，還可以吸附或降解室內(nèi)其他污染物。在除甲醛的實(shí)際應(yīng)用中，可以高效、持續(xù)、長(zhǎng)期地產(chǎn)生活性氧化物或氧負(fù)離子用于室內(nèi)甲醛的凈化，操作簡(jiǎn)單、環(huán)境友好、適用范圍廣。

技術(shù)研發(fā)人員：鄧旭,諶陽(yáng),王德輝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：電子科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21