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第五代除甲醛技术金属团簇催化剂强在哪里?

作者:创始人 日期:2025-01-20 人气:55

金属团簇催化剂(锰铜簇催化剂)是北京化工大学与山东结力环境科技有限公司联合研发落地的针对室内空气短碳链污染物治理的国家发明专利技术,通过提高空气中氧的活性,比如将空气中的氧气活化成超氧阴离子,单线态氧以及将空气中的水活化成羟基自由基,实现了常温常态通过催化分解的原理去除空气中的甲醛、TVOC短碳链气态污染物的效果,并且成本不高于传统的吸附类技术比如活性炭,夹碳布,在不增加成本的前提下,完成了由传统的吸附(活性炭)、反应(氨基酸)以及氧化分解类(高锰酸钾、二氧化氯、次氯酸)技术向催化分解的技术迭代,并且提高了性能和使用周期。目前已经稳定规模化量产,可以完美解决活性炭类产品发酸、掉粉、使用周期短等问题。

金属团簇催化剂是一个大类,我们这里特指针对短碳链气态污染物催化分解的锰铜簇催化剂。它的主要成分是锰、钙、硅、铜四种元素的离子或者原子。可以常温常态提高空气中氧的活性,产生超氧阴离子、单线态氧,并将空气中的水活化成羟基自由基,散逸后捕获甲醛、TVOC等短碳链有机污染物,与其直接发生分解反应,产生二氧化碳和水,整个过程没有其他残余副产物,可以做到高效并且长期使用。


团簇,也称超细小簇,属于纳米材料的尺度概念,它是指由两个或两个以上原子或者离子搭接而成的稳定态聚集体,拥有所有材料中最大的比表面积和活性点利用率,基于这个原理,我们通过设置特定顺序的堆叠方式,达到协同增益的效果,加强了金属原子对周边活性的提升效率,形成了增强型的金属原子聚集体,也就是金属团簇催化剂,该类催化剂能快速(一亿分之一秒)提高空气中的氧气活性,形成单线态氧,也称激发态氧分子,这种活性氧会捕获甲醛,与之反应分解为二氧化碳和水。

活性锰技术也宣称是催化分解技术,它的主要成分是二氧化锰,也可以将甲醛分解为二氧化碳和水,但是其实它严格意义上不能算作是真正的催化分解,更多的是一种氧化分解反应对甲醛进行去除,只是它的氧化分解存在一个还原的过程,也就是可以复原,但是这个还原的条件比较苛刻,在高温条件下还原率更高一些,低温和常温表现不佳,因此它的效率、衰减的表现都不是很好,同时氧化过程的中间产物较多,会形成溶解有机物、甲酸盐、碳酸盐等中间产物,这些未被完全氧化的残留中间产物会掩埋活性点,导致失活,效率下降。

下面我们再将两种技术做一下简单的对比

金属团簇催化剂(锰铜簇)相比于活性锰的优势很明显,主要有以下几个方面:

1.反应界面

活性锰分解甲醛要求甲醛必须接触活性锰本身才能发生反应,这样反应界面就局限在了活性锰介质的表面,做成球就局限于球体表面积,做成片就局限于片的表面积范围内,加上其本身表面的活性点位就较少,这就导致了即使甲醛接触到介质表面,接触到活性点的概率也偏低,因此整体来讲它的效率有限。

金属团簇催化剂(锰铜簇)因为是通过激活氧气产生单线态氧跟甲醛发生反应,因此无需直接跟甲醛接触,这样反应界面就不局限于介质本身的面积范围,活性氧散逸到空间中以后,反应界面可以是整个空间,大大提升了接触甲醛的概率,进而也就提高了除醛效率。

2.催化原理

活性锰属于热催化技术,80度以上才能发挥作用,常温常态下它的催化效率较低,基本上属于消耗类氧化分解反应来除甲醛,这样一个是会产生大量的分解不完全的中间产物掩埋活性点,另外还原率较低的情况下会快速衰减,导致除醛寿命不会很久。

金属团簇催化剂(锰铜簇)属于常温催化技术,在低温跟常温情况下都能极高的效率去激活氧气,并且产生的单线态氧不但可以分解甲醛,还可以分解空气中其他短碳链的有害污染物,没有中间产物的残留,可以较长时间的保持活性,寿命很久。除此之外,金属团簇催化剂不但可以分解甲醛、TVOC,还可以高效分解三甲胺、氨、硫、臭氧等其他有机物。

3.使用寿命

活性锰因为原理局限,本身活性点就少,中间产物又快速掩盖一些,自身又属于消耗型氧化还原反应,因此寿命较短。

金属团簇催化剂(锰铜簇)的除醛原理决定了它本身不参与分解反应,没有消耗,并且没有中间产物的残留,活性点不会被掩埋,因此寿命较久。

综上所述,金属团簇催化剂(锰铜簇)是从原理到性能遥遥领先于活性锰技术的全新一代催化分解除甲醛的技术。


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