基本信息
- 项目名称：
- 一种新型便携式室内空气净化仪
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 研制能够有效催化室内甲醛分解的催化剂，并制作成小型设备供家居使用
- 详细介绍：
- 本项目希望研制出能够分解催化室内甲醛的催化剂，并与加热器组装成小型设备或者制成小型配件直接用于空调或者电暖器，去除室内甲醛。可用于一般家庭和商店使用，保护用户身体健康。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 发明目的：研制出能够分解催化室内甲醛的催化剂，并组装成小型设备，可用于一般家庭和商店使用，保护用户身体健康。 基本思路：合成用于催化氧化技术的分解甲醛的催化剂，探索催化剂最高效的工作条件 。将催化剂压制成片，利用加热器使催化剂达到工作温度，发挥催化氧化作用，同时对催化剂进行性能测定，包括分解甲醛的速度，甲醛的净化效率等。最后将催化剂和加热器整合，组装成适合家用的便捷式空气净化器。 创新点： 本项目利用催化剂彻底催化氧化甲醛，转变成二氧化碳和水排出，相对于吸附法以及化学反应法，不会造成二次污染，具有高效、耗能低、成本低以及可重复使用的优点。 技术关键：1.研制出能够高效分解甲醛的催化剂。 2.催化剂与加热器整合组装成便捷式设备。 主要技术指标： 1.降解达到的最低浓度(0.05 ppm) 2.工作温度：25 oC – 140 oC
科学性、先进性
- 室内的甲醛污染问题已经引起了社会各界极大的关注。甲醛作为一种高活性的醛，是重要的化学原料，也是许多工业产品的组成部分。在室内环境方面，甲醛作为热固黏合剂的组成部分有着巨大的作用，被广泛地用于复合木材以及家具的生产。由此带来的副作用是新装修的房屋空气中，存在高浓度的甲醛气体，并将持续很长一段时间。现有的甲醛净化方法有生物法、吸附法、化学反应法、光催化氧化法和热催化氧化法等。 本项目使用热催化氧化技术，在催化剂存在的情况下以空气中的氧为氧化剂将甲醛转化为无害的物质（CO2和H2O），催化效率高、使用寿命长，不存在二次污染的问题。虽然催化剂成分中含有贵金属，但由于其含量很少（1-5‰左右），因此该催化剂的制造成本低。催化剂与加热器整合后，即可使用，设备小巧轻盈，操作方便简洁，十分适合家庭使用。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室研究阶段
技术转让方式
- 专利转让，技术合作，技术支持
作品可展示的形式
- 模型、现场演示、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 将压制成型的催化剂薄片装入加热器固定，放置在室内合适位置，接上加热器电源，打开开关即可工作。 本作品的技术特点和优势在于：利用热催化氧化降解甲醛的方法，彻底氧化除去室内的甲醛，没有二次污染。设备简单、小巧，成本低廉，使用寿命长。 本作品的适用范围：适用于一般家庭内甲醛的去除，尤其是刚装修完不久的房屋；某些室内甲醛浓度较高的商铺，如油漆店，家具店等。 推广前景以及经济效益：人们对生活质量的追求越来越高，对自身居住的环境要求更加严格。本作品能够有效除去室内的甲醛，保障人们的健康；小巧的设备能够减少对室内空间的侵占；低廉的设备价格更能降低人们的生活成本。因此，本作品对人们的吸引力是非常大的。
同类课题研究水平概述
- 传统用于室内甲醛净化的方法有吸附法、低温等离子体技术、光催化氧化法和热催化氧化法等。吸附法基本原理是利用活性炭或者分子筛等材料来吸附甲醛，达到净化空气的目的，但是因为吸附材料的吸附能力都是有限的，所以需要定期更换吸附剂或者再生，而且存在二次污染的危险，在一定的条件下，吸附的甲醛有可能会释放出来，重新造成污染。目前还有另一类甲醛吸收剂问世，原理是利用合成高分子或者植物提取的高分子喷涂在物体表面，这些高分子具有一些活泼的化学键，能够与空气中的甲醛反应，从而达到净化的目的，市面上销售的“甲醛净”等产品就是根据这种原理，这一类方法的缺点同样是净化容量有限，随着时间的延长，净化效果会越来越差，直至完全失效，而室内甲醛的释放是一个时间非常长的过程，某些使用胶合板制造的家具释放甲醛的时间甚至会有十几年，所以这种活性炭吸附或者是高分子吸附是一种长期成本非常高的方法。 热催化氧化技术,其原理是在催化剂存在的情况下以空气中的氧为氧化剂将污染物转化为无害的物质（CO2、H2O）。对于污染物的去除，不同催化剂的性能通常表现出较大的差别，因此筛选合适的催化剂组分和优化催化剂的合成方法是催化氧化技术的关键所在。如Ru/CeO2催化剂可以在473 K实现甲醛的完全氧化；Alvarez-Galván等人将Mn和Pd先后负载于Al2O3上制成Pd-Mn/Al2O3催化剂，在363 K可以将0.53%的甲醛完全氧化为H2O和CO2。过渡金属诸如MnO2，Co3O4和CeO2以及它们的复合氧化物对甲醛的完全氧化也具有较高的活性,这些金属氧化物之间的协同效应通常对氧化能力的提高是非常有利的。Tang等人研究了MnOx-CeO2及Ag/MnOx-CeO2复合金属催化剂用于催化分解甲醛，发现在100oC就可以将500ppm的甲醛完全分解，当在MnOx-CeO2表面负载合适量的Pt之后，在室温能够有很好的分解甲醛的能力。 综合比较以上方法，催化氧化的方法是一种低能耗甚至是零能耗的甲醛处理方法，在室温的情况下就有很好的清除甲醛的能力，能够利用空气中的氧将甲醛彻底氧化为CO2和H2O,而且不会有对人体有害的副产物产生，所以催化氧化法是一类非常有实际应用前景的甲醛处理方式。
