技術(shù)領(lǐng)域:

本發(fā)明涉及含mo、ce、al氧化物納米纖維的用途，尤其涉及到處理室內(nèi)空氣中有機(jī)污染物技術(shù)領(lǐng)域中，也可用于處理水中有機(jī)污染物。

技術(shù)背景:

室內(nèi)空氣由于室內(nèi)引入能釋放有害物質(zhì)的污染源，帶來空氣中有害物質(zhì)，在室內(nèi)累積，長期無法去除導(dǎo)致人發(fā)生一系列的不適癥狀。而城市居民大約有80％的時間是生活在室內(nèi)因此室內(nèi)空氣污染與人們的身體健康有著密切的關(guān)系。近年來，由于大量使用建筑裝飾材料，家具以及現(xiàn)代化家電與辦公設(shè)備，造成嚴(yán)重的室內(nèi)空氣污染，日益威脅人們的身體健康，也逐漸引起人們的廣泛重視，國家也出臺政策和環(huán)境法規(guī)來嚴(yán)格控制室內(nèi)空氣污染。

室內(nèi)空氣污染主要包括氣態(tài)化學(xué)污染物如co，氨，二氧化硫，氮氧化物以及甲醛。這些氣態(tài)污染物無色、伴隨刺激性氣味，主要是通過呼吸作用對人類健康造成影響。特別是長時間接觸甲醛、so2、nox會引起慢性呼吸道疾病，引起頭暈，乏力，感覺障礙以及免疫力低下等癥狀，進(jìn)而引起呼吸障礙，肝中毒性病變等。這類氣態(tài)污染物會發(fā)生致畸和致突變的效應(yīng)，增加了人們患霍奇金淋巴瘤，骨髓性白血病等的幾率。

目前室內(nèi)空氣污染物防治的措施包括光觸媒法、臭氧殺菌法、高壓電負(fù)離子法、炭材料物理吸附法。但由于室內(nèi)空氣污染物持續(xù)時間長，濃度低，國內(nèi)現(xiàn)有的室內(nèi)污染物治理技術(shù)并不成熟，同時存在操作下成本高、效率低、消除不完全造成二次污染的問題，因此急待開發(fā)一種價格低、效率高不產(chǎn)生二次污染的處理方法。

目前針對甲醛的污染，光觸敏技術(shù)研究比較多，即利用tio2光催化劑在紫外光照射下氧化甲醛分子到co2和h2o,使其礦化為無害的無機(jī)物質(zhì)(參考文獻(xiàn)r.portela,i.jansson,s.suárez,m.villarroel,b.sánchez,p.avilachem.eng.j.310(2017)560-570)。但是光觸媒技術(shù)需要使用紫外光來激發(fā)tio2才能完成對有機(jī)物的降解，因此其有效利用受到一定的限制。與光降解有機(jī)污染物相比催化o2氧化有機(jī)底物的高級氧化技術(shù)受到人們的重視(參考文獻(xiàn)j.j.pei,j.s.zhang,criticalreviewofcatalyticoxidizationandchemisorptionmethodsforindoorformaldehyderemovalj.hvac&r.res.17(2011)476-503)，其優(yōu)勢在于不同紫外光在催化劑存在下，o2或空氣即可以將有機(jī)物完全降解為co2和h2o，操作成本上大大降低，同時使用不受環(huán)境和條件的限制。利用此項(xiàng)技術(shù)將hcho降解為co2和h2o是一個非常綠色的過程(參考文獻(xiàn)b,bai,q.qiao,j.li,j.hao,chin.j.catal.37(2016)102-122)。而此項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵是催化劑的選擇，目前研究較多的是在金屬氧化物表面固載貴金屬如pt、au等(參考文獻(xiàn)n.d.wasalathanthria,t.m.santamariaa,d.a.kriza,s.l.dissanayakea,c.h.kuo,s.biswasa,s.l.suiba,appl.catal.b:environ.200(2017)543-551，b.y.baij.h.li,acs.catal.4(2014)2753-2762，z.h.xu,j.g.yua,m.jaroniecb,appl.catal.b:environ.163(2015)306-312)，這類催化劑活性高，但貴金屬價格及在反應(yīng)過程中的失活是限制其應(yīng)用的因素，因此選擇非貴金屬氧化催化劑是一個方向。

金屬氧化物moo3具有強(qiáng)的氧化還原性以及可逆的電子轉(zhuǎn)移能力，是一類高的氧化型催化劑以及貴金屬復(fù)合催化劑的載體(參考文獻(xiàn)y.shen,r.huang,y.y.cao,p.p.wang,materialsmater.sci.eng.b,172(2010)237–241)。同時ceo2是良好的促進(jìn)氧吸附轉(zhuǎn)化的貴金屬載體(參考文獻(xiàn)b.b.chen,c.shi,m.crocker,y.wang,a.m.zhu，appl.catal.b:environ.132(2013)245-255，b.c.liu,c.y.li,y.f.zhang,y.liu,w.t.hua,q.wang,l.han,j.zhang,appl.catal.b:environ.111(2012)467-475)以及氧化酶模擬物(參考文獻(xiàn)a.asati,s.santra,c.kaittanis,s.nath,j.m.perez,angew.chem.int.ed.48(2009)2308)，在氧化反應(yīng)中應(yīng)用很多。al2o3是一類吸附材料，同時是兩性氧化物，調(diào)節(jié)不同的等點(diǎn)電可以選擇性的吸附甲醛分子。將其三種氧化物復(fù)合在一起，可以發(fā)揮各自協(xié)同作用，在氧氣氧化降解有機(jī)污染物上發(fā)揮其催化作用。因此通過設(shè)計合成三元復(fù)合金屬氧化物并將其制備成具有納米結(jié)構(gòu)的絲狀物，實(shí)現(xiàn)高效降解甲醛是本專利目的。

本專利涉及一種基于moo3/ceo2/al2o3三元復(fù)合氧化物納米纖維降解甲醛的處理技術(shù)，反應(yīng)在室溫下進(jìn)行，不需要紫外光照射，處理效果好，甲醛降解完全，操作簡單，不產(chǎn)生二次污染，運(yùn)行成本低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種含鉬，鈰和鋁金屬氧化物復(fù)合物納米纖維在降解甲醛的新方法。

本發(fā)明涉及提供的一種moo3/ceo2/al2o3三元復(fù)合氧化物納米纖維催化劑是具有以下的組成moo3/(ceo2)x/(al2o3)y(x＝1～9，y＝1～9)：

所述的三元納米纖維優(yōu)選為：

moo3/(ceo2)/al2o3

moo3/(ceo2)/(al2o3)9

moo3/(ceo2)9/al2o3

moo3/(ceo2)3/(al2o3)3

本發(fā)明提供的moo3/(ceo2)x/(al2o3)y的合成方法如下：

首先配置紡絲溶液。分別將moo3，ceo2，al2o3(三者總量為0.5g)分散到5ml的二甲基甲酰胺中，超聲處理30min左右，再加入1g的聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)溶解制備得到紡絲溶液。然后將溶液在18kv下進(jìn)行靜電紡絲，收集的納米級的纖維絲就是所得到的三元復(fù)合的催化劑。而且可以通過改變moo3，ceo2，al2o3三種化合物的不同配比來探究催化劑不同的催化性能。

用本發(fā)明提供的催化劑降解甲醛的方法如下：

10ppm的甲醛水溶液，8ml，加入60mg的moo3，ceo2，al2o3的三元復(fù)合的催化劑,25℃，空氣條件下進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，甲醛的降解率通過分光光度法(乙酰丙酮法)進(jìn)行檢測。

目前國際報道的最好水平是利用ptni(oh)x/γ-al2o3為催化劑，在水相處理30ppm的甲醛，30℃，100h甲醛降解近100％，完成生成co2和h2o。目前非貴金屬的氧化催化體系目前很少報道。本發(fā)明提供的非貴金屬體系moo3/ceo2/al2o3，具有合成方法簡單，催化活性較高，反應(yīng)可在室溫下進(jìn)行，甲醛被完全降解為co2，礦化徹底的特點(diǎn)。同時與貴金屬催化體系相比，成本低。

本發(fā)明提供的含mo、ce、和al三元金屬氧化物納米纖維氧化降解甲醛的優(yōu)選方法如下：

首先配置紡絲溶液。分別將moo3：ceo2：al2o3＝1:1:1(三者總量為0.5g)分散到5ml的二甲基甲酰胺中，超聲處理30min左右，再加入1g的聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)溶解制備得到紡絲溶液。然后將溶液在18kv下進(jìn)行靜電紡絲，收集的納米級的纖維絲就是所得到的三元復(fù)合的催化劑。

本發(fā)明提供的含moo3/ceo2/al2o3三元金屬氧化物納米纖維降解甲醛的最佳方法如下：

分別將moo3：ceo2：al2o3＝1:1:1(三者總量為0.5g)分散到5ml的二甲基甲酰胺中得到的三元復(fù)合的催化劑。

利用moo3/ceo2/al2o3三元納米催化劑降解甲醛的應(yīng)用可以解決很多技術(shù)性問題：

1、利用三元復(fù)合體系中moo3的氧化性、ceo2吸氧性及al2o3對甲醛的吸附能力，實(shí)現(xiàn)甲醛的深度氧化到co2，替代貴金屬，降低了反應(yīng)條件，提高操作的可行性，降低成本。

2、通過調(diào)節(jié)moo3、ceo2和al2o3的組成，可以調(diào)整三元催化劑的催化活性，達(dá)到最佳降解效果的最佳材料配比，降低moo3的用量，來降低復(fù)合材料的成本。

3、將其制備成納米纖維，比表面積增大，提高對甲醛的吸附作用，達(dá)到最佳的周轉(zhuǎn)效率，反應(yīng)條件比較溫和，降解率達(dá)到80％以上。節(jié)約大量的能源。