一种Co/AC滤料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及催化技术领域，具体涉及一种Co/AC滤料及其制备方法和应用。

背景技术

甲醛(HCHO)是室内空气中常见的一种挥发性有机物，严重危害人体健康，因此对室内空气中甲醛污染的去除和治理具有非常重要的研究意义。活性炭(AC)由于其良好的吸附性能和适宜的价格，在空气净化器滤料中得到广泛的应用。但对于纯活性炭滤料主要靠吸附作用去除甲醛，使用寿命受到吸附饱和量的限制，而且活性炭一旦达到吸附饱和之后可能会产生有毒物质，危害人体健康。研究显示通过催化氧化技术可以实现将甲醛完全转化为无毒无害的CO

资料显示，贵金属是较好的常温甲醛催化剂，但由于其价格昂贵限制了广泛应用，过渡金属氧化物(Co3O4、MnOx、CeO2等)由于价格低廉、多价态，电子快速转移能力，来源广泛等特性在甲醛催化领域广受关注。其中，资料显示Co

但是对于纯的催化剂滤料受到价格的限制，而且其虽然可以实现甲醛的长效去除，但是要实现快速的去除还是受到纯催化剂吸附性能的限制。由于活性炭不能再空气中煅烧，而试验证明Co需在空气中煅烧后获得的氧化物状态的Co

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中采用的氧化物状态的Co

一种Co/AC滤料的制备方法，包括：

获取Co氧化物和活性炭；

将Co氧化物和活性炭加入到溶剂中，向溶剂底部通入气体至少60min；

过滤、烘干后即得Co/AC滤料。

为了减少操作时间，所述气体通入时间优选为60-180min；通入的气体只要是不和Co氧化物和活性炭发生反应的气体和溶剂均可，基于成本考虑，优选的，所述气体为空气，所述溶剂为水。

本发明中只能能够实现固液分离的方式均可，为了提高操作效率，优选的，所述过滤方式为抽滤。本发明中，温度过低会影响干燥效率，温度过高，可能会影响活性炭的性质，因此，本发明中所述烘干的温度优选为60～120℃，烘干时间为6～12h。

所述Co氧化物的粒径为40～60目，所述活性炭的粒径为30～60目；

和/或，Co氧化物与活性炭的质量比值为0.01～0.2。

所述活性炭为椰壳活性炭。

所述Co氧化物的制备过程为：配置沉淀剂溶液备用，钴盐溶于去离子水配置成钴溶液，将沉淀剂溶液滴加到钴溶液中直至pH达到8～10，通过分离、洗涤后获取沉淀，沉淀烘干后进行煅烧形成Co氧化物，煅烧后的Co氧化物经过研磨过筛后获得粒径为40～60目的Co氧化物。

所述沉淀剂溶液的浓度为0.1～0.5mol/L，沉淀剂为NaOH，NH

所述煅烧温度为300～600℃，煅烧时间为2～6h。

一种Co/AC滤料，采用上述的一种Co/AC滤料的制备方法制备得到。

上述的一种Co/AC滤料的制备方法制备得到Co/AC滤料在除甲醛产品中的应用；优选的，所述除甲醛产品为空气净化器、空调或风机。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明的制备方法在不煅烧活性炭的情况下也能获得Co氧化物和活性炭复合的滤料，延长了活性炭达到吸附饱和的时间，从而可以有效延长滤料的使用寿命；实现上述效果的过程为：甲醛通过滤料时会被活性炭吸附富集在活性炭表面，并与在活性炭周围的Co

同时，本发明利用气体在水溶液中上浮的特性，不仅仅能促使整个悬浮液进行均匀混合；并且，在水溶液中利用气体上浮搅拌可以有效避免采用器械搅拌对材料造成的磨损，更好的保持滤料整体的一个颗粒均匀的状态；经过验证得知，该方法制备得到的滤料相对机械搅拌的方式，能明显提高滤料的去甲醛效果，延长去甲醛的持续时长。

具体实施方式

提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。

实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。

实施例1

一种Co/AC滤料的制备方法，制备过程如下：

①根据计算称取适量的硝酸钴放入烧杯中，加入100mL去离子水搅拌溶解，获得钴溶液，常温静置4h。完成后，在溶液中边搅拌边滴加浓度为0.3mol/L的NaOH溶液，直至混合溶液pH达到pH＝8，继续静置老化4h。然后洗涤抽滤得到样品1，将样品1放置在80℃的烘箱中烘8h，取出置于马弗炉中400℃煅烧3h，得到样品2。

②对样品2进行处理

对上面得到的样品2进行压片处理，之后再在研钵中进行研磨，将得到的不同粒径的颗粒物，该颗粒物用40目和60目的筛网分别进行梯度筛分，重复研磨过筛多次后最终得到粒径在40目-60目的样品3。

③Co/AC滤料的制备

将样品3和粒径为30～60目的椰壳活性炭按质量比值为0.1装到瓶中，加入瓶子3/5体积的去离子水，采用空气泵为伸至瓶底一端的管道持续通气，使Co氧化物与活性炭在气流的作用下混合120min。停止后通过抽滤分离得到固体物质，再在80℃烘箱中进行烘干处理，得到最终的Co/AC滤料。

实施例2

一种Co/AC滤料的制备方法，制备过程如下：

①根据计算称取适量的硫酸钴放入烧杯中，加入100mL去离子水搅拌溶解，获得钴溶液，常温静置4h。完成后，在溶液中边搅拌边滴加浓度为0.1mol/L的NH

②对样品2进行处理

对上面得到的样品2进行压片处理，之后再在研钵中进行研磨，将得到的不同粒径的颗粒物，该颗粒物用40目和60目的筛网分别进行梯度筛分，重复研磨过筛多次后最终得到粒径在40目-60目的样品3。

③Co/AC滤料的制备

将样品3和粒径为30～60目的椰壳活性炭按质量比值为0.2装到瓶中，加入瓶子3/5体积的去离子水，采用空气泵为伸至瓶底一端的管道持续通气，使Co氧化物与活性炭在气流的作用下混合360min。停止后通过抽滤分离得到固体物质，再在100℃烘箱中进行烘干处理，得到最终的Co/AC滤料。

实施例3

一种Co/AC滤料的制备方法，制备过程如下：

①根据计算称取适量的醋酸钴放入烧杯中，加入100mL去离子水搅拌溶解，获得钴溶液，常温静置4h。完成后，在溶液中边搅拌边滴加浓度为0.5mol/L的NaOH溶液，直至混合溶液pH达到pH＝10，继续静置老化4h。然后洗涤抽滤得到样品1，将样品1放置在120℃的烘箱中烘12h，取出置于马弗炉中300℃煅烧6h，得到样品2。

②对样品2进行处理

对上面得到的样品2进行压片处理，之后再在研钵中进行研磨，将得到的不同粒径的颗粒物，该颗粒物用40目和60目的筛网分别进行梯度筛分，重复研磨过筛多次后最终得到粒径在40目-60目的样品3。

③Co/AC滤料的制备

将样品3和粒径为30～60目的椰壳活性炭按质量比值为0.05装到瓶中，加入瓶子3/5体积的去离子水，采用空气泵为伸至瓶底一端的管道持续通气，使Co氧化物与活性炭在气流的作用下混合60min。停止后通过抽滤分离得到固体物质，再在120℃烘箱中进行烘干处理，得到最终的Co/AC滤料。

实施例4

一种Co/AC滤料的制备方法，制备过程如下：

①根据计算称取适量的氯化钴放入烧杯中，加入100mL去离子水搅拌溶解，获得钴溶液，常温静置4h。完成后，在溶液中边搅拌边滴加浓度为0.2mol/L的NaOH溶液，直至混合溶液pH达到pH＝9，继续静置老化4h。然后洗涤抽滤得到样品1，将样品1放置在60℃的烘箱中烘12h，取出置于马弗炉中400℃煅烧4h，得到样品2。

②对样品2进行处理

对上面得到的样品2进行压片处理，之后再在研钵中进行研磨，将得到的不同粒径的颗粒物，该颗粒物用40目和60目的筛网分别进行梯度筛分，重复研磨过筛多次后最终得到粒径在40目-60目的样品3。

③Co/AC滤料的制备

将样品3和粒径为30～60目的椰壳活性炭按质量比值为0.01装到瓶中，加入瓶子3/5体积的去离子水，采用空气泵为伸至瓶底一端的管道持续通气，使Co氧化物与活性炭在气流的作用下混合200min。停止后通过抽滤分离得到固体物质，再在80℃烘箱中进行烘干处理，得到最终的Co/AC滤料。

对比例1

一种Co/AC滤料的制备方法，按照实施例1中Co氧化物和活性炭的质量比值为0.1的比例，将硝酸钴和活性炭放入烧杯中，加入100mL去离子水搅拌溶解，常温静置4h。完成后，在悬浮溶液中边搅拌边滴加NaOH溶液，直至混合溶液pH达到pH＝8，继续静置老化4h。然后洗涤抽滤得到样品1，将样品1放置在80℃的烘箱中烘8h得到直接负载的Co/AC滤料。

对比例2

一种Co/AC滤料的制备方法，其与实施例1的区别仅仅在于，改变③步骤中Co

将实施例1中的样品3和活性炭按质量比值为0.1装到玻璃烧杯中，加入一定量去离子水，在磁力搅拌器的作用下搅拌120min。停止后通过抽滤分离得到固体物质，再在80℃烘箱中进行烘干处理，得到最终的Co/AC滤料。

对比例3

一种Co/AC滤料的制备方法，其与实施例4的区别仅仅在于，改变③步骤中Co

将实施例4中的样品3和活性炭按质量比值为0.01装到玻璃烧杯中，加入一定量去离子水，在磁力搅拌器的作用下搅拌200min。停止后通过抽滤分离得到固体物质，再在80℃烘箱中进行烘干处理，得到最终的Co/AC滤料。

试验例

采用上述实施例和对比例中的Co/AC滤料，进行除甲醛效果的试验，试验过程为：

采用在线动态检测系统进行甲醛去除效率评价。甲醛去除率(η)计算公式：η(％)＝(1-Ct/C0)×100％，其中，C0和Ct分别表示HCHO的起始浓度(ppm)和反应一定时间后出气口HCHO的浓度。

采用初始甲醛浓度为100ppm的气体通入到负载有1g Co/AC滤料的在线动态检测系统中，通气量为500m

表1

通过上述检测结果可知：本发明采用的方法制备出的Co/AC滤料，相比常规制备方法，具有更好的除甲醛效果。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。