1.本發(fā)明涉及吸附催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種能凈化空氣中甲醛的材料的制備方法。

背景技術(shù)：

2.甲醛是無(wú)色氣體，刺激性氣味，對(duì)人眼、鼻等有刺激作用，是室內(nèi)主要的污染物之一，對(duì)人的健康造成嚴(yán)重的威脅，危害人的身體健康，長(zhǎng)期接觸低劑量的甲醛，會(huì)使人嗅覺(jué)異常、過(guò)敏、肺功能異常、肝功能異常、免疫功能異常、中樞神經(jīng)系統(tǒng)受影響，還可以引起妊娠綜合征、新生兒體質(zhì)下降、染色體變異，甚至可能致畸、致癌。目前已被世界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸形物質(zhì)，是公認(rèn)的變態(tài)反應(yīng)源，也是潛在的強(qiáng)致突變物之一。目前，國(guó)內(nèi)外采取了多種方法來(lái)治理室內(nèi)甲醛的污染，在眾多治理技術(shù)中，吸附技術(shù)是當(dāng)前的主流凈化技術(shù)之一，它因使用方便、使用成本低且不造成二次污染，而被廣泛的應(yīng)用。

3.mof

?

818是一種新型多孔金屬有機(jī)材料，因其超高的比表面積、有序的孔結(jié)構(gòu)成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)，被廣泛用于氣體凈化和分離，氣體吸附和儲(chǔ)存等領(lǐng)域，但是傳統(tǒng)的mof

?

818催化劑，在使用時(shí)，對(duì)甲醛的凈化效果不佳，且生產(chǎn)過(guò)程操作性不佳、成本高，無(wú)法滿足使用者的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.本發(fā)明提供的發(fā)明目的在于提供一種能凈化空氣中甲醛的材料的制備方法，通過(guò)等體積浸漬技術(shù)成功制備得到了高效甲醛催化劑copc

?

mof

?

818，并通過(guò)固定床催化實(shí)驗(yàn)證明其對(duì)甲醛具有良好的凈化效果，采用酞菁鈷改性mof

?

818作為吸附催化劑，具有高效、無(wú)毒、環(huán)保且生產(chǎn)過(guò)程操作性強(qiáng)、成本低廉等特點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用前景。

5.為了實(shí)現(xiàn)上述效果，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種能凈化空氣中甲醛的材料的制備方法，包括以下步驟：

6.s1、制備酞菁液。

7.s2、將制備的酞菁液吸附在mof

?

818樣品中。

8.s3、對(duì)s2中的mof

?

818樣品進(jìn)行烘干和焙燒。

9.s4、將s4中的mof

?

818樣品冷卻至室溫，制得改性催化劑copc

?

mof

?

818。

10.進(jìn)一步的，所述制備酞菁液的方法，包括以下步驟：

11.s101、稱取0.05g磺化酞菁鈷。

12.s102、將稱取的磺化酞菁鈷溶解在2.2ml乙醇水溶液中，制得酞菁液。

13.進(jìn)一步的，在所述步驟s102中，所述乙醇水溶液由20％乙醇和80％去離子水混合制備。

14.進(jìn)一步的，將制備的酞菁液吸附在mof

?

818樣品中，包括以下步驟：

15.s201、在燒杯中準(zhǔn)確稱取1g mof

?

818樣品。

16.s202、用移液管取制備的酞菁液2.2ml置于燒杯中。

17.s203、對(duì)燒杯中的酞菁液均勻攪拌，將mof

?

818樣品浸漬靜置在酞菁液中。

18.進(jìn)一步的，在所述步驟s203中，將mof

?

818樣品在酞菁液的浸漬靜置時(shí)間為12h。

19.進(jìn)一步的，對(duì)mof

?

818樣品進(jìn)行烘干和焙燒，包括以下步驟：

20.s301、將mof

?

818樣品從燒杯中取出，置于烘箱中烘干。

21.s302、將烘干后的mof

?

818樣品在空氣氣氛下的管式爐中焙燒。

22.進(jìn)一步的，在所述步驟s301中，在溫度為110℃，時(shí)間為4h條件下，對(duì)mof

?

818樣品進(jìn)行恒溫烘干。

23.進(jìn)一步的，在所述步驟s302中，在溫度為400℃，時(shí)間為2h的條件下，對(duì)mof

?

818樣品進(jìn)行焙燒。

24.本發(fā)明提供了一種能凈化空氣中甲醛的材料的制備方法，具備以下有益效果：

25.(1)、本發(fā)明中，通過(guò)等體積浸漬技術(shù)成功制備得到了高效甲醛催化劑(copc

?

mof

?

818)，并通過(guò)固定床催化實(shí)驗(yàn)證明其對(duì)甲醛具有良好的凈化效果。

26.(2)、本發(fā)明中，采用酞菁鈷改性mof

?

818作為吸附催化劑，具有高效、無(wú)毒、環(huán)保且生產(chǎn)過(guò)程操作性強(qiáng)、成本低廉等特點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

27.圖1為一種能凈化空氣中甲醛的材料的制備方法n2吸附等溫線的示意圖；

28.圖2為一種能凈化空氣中甲醛的材料的制備方法吸附量的示意圖；

29.圖3為一種能凈化空氣中甲醛的材料的制備方法的掃描電鏡圖。

具體實(shí)施方式

30.下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述；顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例，基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

31.下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

32.實(shí)施例：

33.一種能凈化空氣中甲醛的材料的制備方法，包括以下步驟：

34.步驟一、制備酞菁液。

35.步驟二、將制備的酞菁液吸附在mof

?

818樣品中。

36.步驟三、對(duì)步驟二中的mof

?

818樣品進(jìn)行烘干和焙燒。

37.步驟四、將步驟三中的mof

?

818樣品冷卻至室溫，制得改性催化劑copc

?

mof

?

818。

38.制備酞菁液的方法，包括以下步驟：

39.101)、稱取0.05g磺化酞菁鈷。

40.102)、將稱取的磺化酞菁鈷溶解在2.2ml乙醇水溶液中，制得酞菁液。

41.乙醇水溶液由20％乙醇和80％去離子水混合制備。

42.將制備的酞菁液吸附在mof

?

818樣品中，包括以下步驟：

43.201)、在燒杯中準(zhǔn)確稱取1g mof

?

818樣品。

44.202)、用移液管取制備的酞菁液2.2ml置于燒杯中。

45.203)、對(duì)燒杯中的酞菁液均勻攪拌，將mof

?

818樣品浸漬靜置在酞菁液中。

46.將mof

?

818樣品在酞菁液的浸漬靜置時(shí)間為12h。

47.對(duì)mof

?

818樣品進(jìn)行烘干和焙燒，包括以下步驟：

48.301)、將mof

?

818樣品從燒杯中取出，置于烘箱中烘干。

49.302)、將烘干后的mof

?

818樣品在空氣氣氛下的管式爐中焙燒。

50.在溫度為110℃，時(shí)間為4h條件下，對(duì)mof

?

818樣品進(jìn)行恒溫烘干。

51.在溫度為400℃，時(shí)間為2h的條件下，對(duì)mof

?

818樣品進(jìn)行焙燒。

52.對(duì)比例：

53.制備催化劑copc

?

cu

?

btc，方法如下：

54.(1)、0.05g酞菁鈷溶解在2.6ml乙醇水溶液中(30％乙醇+70％去離子水)，配制成酞菁液(c＝19g/l)。

55.(2)、在燒杯中準(zhǔn)確稱取1g cu

?

btc，用移液管取步驟(1)中溶液2.6ml置于燒杯中，均勻攪拌，浸漬靜置12h，使液體充分吸附在cu

?

btc樣品中，然后于烘箱中110℃恒溫4h，再于氮?dú)鈿夥障碌墓苁綘t中400℃焙燒2h，取出樣品，冷卻至室溫即得樣品負(fù)載磺化酞菁鈷(5％)的催化劑copc

?

cu

?

btc。

56.催化劑載體選擇：

57.樣品1：中孔mof(mof

?

818)100

?

200目。

58.樣品2：微孔mof cu

?

btc 100

?

200目。

59.比表面積和孔徑分析：

60.表1樣品的結(jié)構(gòu)分析(美國(guó)麥克公司asap2020物理吸附儀)

[0061][0062]

圖1是分別是mof

?

818和cu

?

btc的n2吸附等溫線。由圖1可知cu

?

btc mof在

?

196℃下n2吸脫附等溫線為典型的iv型吸附等溫線，比表面積為1347m2·

g

?1，平均孔徑為2.89nm，mof

?

818的吸附等溫線為ⅳ型，在相對(duì)壓力為0.45和0.90附近出現(xiàn)滯后環(huán)，說(shuō)明結(jié)構(gòu)中有介孔存在。dft方法計(jì)算得到的孔徑分布圖顯示孔徑集中在2

?

5nm之間，證明了mof

?

818mof具有中孔為主的孔道結(jié)構(gòu)，bet比表面積為802m2·

g

?1，平均孔徑為5.13nm。

[0063]

催化性能評(píng)價(jià)：

[0064]

(1)、催化實(shí)驗(yàn)方法：

[0065]

甲醛的催化氧化反應(yīng)在內(nèi)徑為6mm的石英玻璃管固定床流動(dòng)反應(yīng)裝置中進(jìn)行，其中，反應(yīng)管置于電子恒溫水浴鍋中，反應(yīng)溫度控制為30℃。催化劑用量為1g，反應(yīng)氣以20ml/s的流量吹掃置于40℃水浴的37wt％甲醛溶液，得到的反應(yīng)氣中甲醛濃度約為3mg/m3，反應(yīng)產(chǎn)物中的co2通過(guò)氣相色譜儀在線分析，尾氣中的甲醛含量采用甲醛測(cè)試儀進(jìn)行檢測(cè)。甲醛去除率計(jì)算公式(1)如下：

[0066][0067]

式中：[hcho]

in

為原料氣中甲醛的體積分?jǐn)?shù)(％)，[co2]

out

為放入催化劑后生成的co2的體積分?jǐn)?shù)(％)。

[0068]

根據(jù)甲醛去除率計(jì)算mof對(duì)甲醛的處理量(吸附量)計(jì)算式(2)如下：

[0069][0070]

式中：q

e

為mof處理量(吸附量)，mg/g；c

o

為吸附柱入口甲醛濃度，mg/ml；t為吸附時(shí)間，min；v

hcho

為甲醛流量，ml/min；m為吸附柱中mof(催化劑)質(zhì)量，mg。

[0071]

(2)、催化性能結(jié)果：

[0072]

由圖2可知，未負(fù)載酞菁鈷的mof對(duì)甲醛的吸附容量較小，其中mof

?

818最大吸附容量為47.25mg/g，粉末cu

?

btc為103.33mg/g，粉末mof的吸附容量是mof

?

818的2.2倍(因?yàn)槭俏锢砦?，比表面積主導(dǎo)因素)。負(fù)載金屬酞菁的樣品copc

?

mof

?

818對(duì)甲醛的處理量為508.22mg/g大大高于未改性前的mof吸附量，是基底吸附劑的10倍，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明中孔結(jié)構(gòu)的mof

?

818負(fù)載金屬酞菁鈷具有更好的催化特性。

[0073]

(3)、掃描電鏡分析：

[0074]

為了探究mof

?

818改性前后的表面形貌變化，實(shí)驗(yàn)對(duì)mof

?

818及改性mof

?

818進(jìn)行掃描電鏡分析，結(jié)果如圖3所示，(a)：mof

?

818，(b)：copc

?

mof

?

818，從圖3(a)可以看出，未改性的mof

?

818有較大的孔徑，表面有明顯的纖維狀結(jié)構(gòu)，由圖3(b)可以看出，經(jīng)過(guò)酞菁鈷改性，mof

?

818表面變得比較粗糙，而且其表面上分布相對(duì)均勻的孔，孔徑相對(duì)較小，約2nm，由此可以看出，經(jīng)過(guò)改性的mof

?

818，微觀形態(tài)變化很大，而且多出很多的小孔，由此可知改性mof

?

818吸附能力得到了大大提高。

[0075]

本發(fā)明中，通過(guò)等體積浸漬技術(shù)成功制備得到了高效甲醛催化劑(copc

?

mof

?

818)，并通過(guò)固定床催化實(shí)驗(yàn)證明其對(duì)甲醛具有良好的凈化效果，采用酞菁鈷改性mof

?

818作為吸附催化劑，具有高效、無(wú)毒、環(huán)保且生產(chǎn)過(guò)程操作性強(qiáng)、成本低廉等特點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用前景。

[0076]

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。技術(shù)特征：

1.一種能凈化空氣中甲醛的材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：s1、制備酞菁液；s2、將制備的酞菁液吸附在mof

?

818樣品中；s3、對(duì)s2中的mof

?

818樣品進(jìn)行烘干和焙燒；s4、將s3中的mof

?

818樣品冷卻至室溫，制得改性催化劑copc

?

mof

?

818。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能凈化空氣中甲醛的材料的制備方法，其特征在于，所述制備酞菁液的方法，包括以下步驟：s101、稱取0.05g磺化酞菁鈷；s102、將稱取的磺化酞菁鈷溶解在2.2ml乙醇水溶液中，制得酞菁液。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種能凈化空氣中甲醛的材料的制備方法，其特征在于，在所述步驟s102中，所述乙醇水溶液由20％乙醇和80％去離子水混合制備。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能凈化空氣中甲醛的材料的制備方法，其特征在于，將制備的酞菁液吸附在mof

?

818樣品中，包括以下步驟：s201、在燒杯中準(zhǔn)確稱取1g mof

?

818樣品；s202、用移液管取制備的酞菁液2.2ml置于燒杯中；s203、對(duì)燒杯中的酞菁液均勻攪拌，將mof

?

818樣品浸漬靜置在酞菁液中。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種能凈化空氣中甲醛的材料的制備方法，其特征在于，在所述步驟s203中，將mof

?

818樣品在酞菁液的浸漬靜置時(shí)間為12h。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能凈化空氣中甲醛的材料的制備方法，其特征在于，對(duì)mof

?

818樣品進(jìn)行烘干和焙燒，包括以下步驟：s301、將mof

?

818樣品從燒杯中取出，置于烘箱中烘干；s302、將烘干后的mof

?

818樣品在空氣氣氛下的管式爐中焙燒。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種能凈化空氣中甲醛的材料的制備方法，其特征在于，在所述步驟s301中，在溫度為110℃，時(shí)間為4h條件下，對(duì)mof

?

818樣品進(jìn)行恒溫烘干。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種能凈化空氣中甲醛的材料的制備方法，其特征在于，在所述步驟s302中，在溫度為400℃，時(shí)間為2h的條件下，對(duì)mof

?

818樣品進(jìn)行焙燒。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開(kāi)了一種能凈化空氣中甲醛的材料的制備方法，屬于吸附催化劑技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：S1、制備酞菁液，S2、將制備的酞菁液吸附在MOF

技術(shù)研發(fā)人員：張穎 郭偉 湯小飛

受保護(hù)的技術(shù)使用者：金華偉涵科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.06.24

技術(shù)公布日：2021/10/28