[發明專利]一種臭氧分解催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201710779800.1
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107456978A
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 阮世良;王頌;吳剛;孫曉晨
• 申請（專利權）人: 深圳市高斯寶電氣技術有限公司
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J23/656;B01J37/03;B01J37/02;B01J37/08;B01D53/86;B01D53/66
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司44260
• 代理人: 杜啟剛

[技術領域]

本發明涉及催化劑，尤其涉及一種臭氧分解催化劑及其制備方法。

[背景技術]

臭氧的應用非常廣泛，工業水處理，煙氣脫硫、脫硝的尾氣中含有大量未分解的臭氧，醫藥衛生、餐飲行業的消毒殺菌，打印機、復印機、紫外燈工作過程中都會產生臭氧。

臭氧作為一種強氧化性氣體，吸入體內，迅速轉化為活性很強的自由基-超氧基(O2*)，可以使不飽和脂肪酸氧化，從而造成細胞損傷，還可以引起上呼吸道的炎癥病變。長時間臭氧的接觸還可造成神經中毒、頭暈頭疼、記憶力衰退、視力下降，還會破壞人的免疫系統，誘發淋巴細胞病變，加速衰老等。低濃度臭氧對人體的危害已經引起人們的廣泛關注。

我國《環境空氣質量標準(GB3095-1996)》二級標準(適用于城市環境空氣)規定1小時臭氧濃度均值不得超過0.20mg/m³(相當于100ppb)；《室內空氣質量標準(GB/T18883-2002)》規定1小時臭氧濃度均值不得高于0.16mg/m³(相當于80ppb)。為避免技術運行中帶來的二次污染，降低臭氧排放值，對含有臭氧的尾氣排放前進行必要的處理顯得尤為重要。

目前，對于臭氧的去除方法主要有活性炭法、熱分解法、等離子體分解法、藥液吸收法以及催化分解法?；钚蕴繎糜谌コ粞酰椒ê啽?，可操作性強，對臭氧的去除效果也較好，但是此方法中活性炭需經常更換或再生，對高濃度的臭氧去除不適用，并且活性炭法在實際運用中可能受濕度、灰塵、氣流等因素的影響。熱分解法主要是利用臭氧的衰變隨溫度升高而加快的技術，空氣中的臭氧熱分解在30℃開始，在40～50℃時顯著，在200℃時一分鐘內臭氧分解大約是70％，在300℃及以上時，1～2s反應時間內達到100％分解。而對于高濃度臭氧的分解，通常為得到高的分解率，需要將氣體加熱至400℃，通過熱分解或燃燒的方式發生氧化還原反應，分解臭氧。等溫等離子體分解臭氧是指在高壓放電的過程中產生等離子體，等離子體與臭氧反應，使其分解為氧氣。藥液吸收法是用硫代硫酸鈉或亞硫酸鈉等藥劑，通過藥液與臭氧之間的氧化還原反應將臭氧吸收，此方法存在廢液處理的問題，在實際的很少應用。催化分解臭氧是目前研究最多和應用最多的方法，它可以彌補以上方法的不足，并且催化劑較穩定，對臭氧的去除率也較高，同時滿足安全、經濟的要求，是目前較為理想的方法。

中國專利CN90106857采用錳、銅氧化物作為活性組分來分解臭氧，CN1259398A、CN17167674A和CN1357348A都是采用錳、銅、鎳和鈷的氧化物作為活性組分，負載在活性炭上來分解臭氧，CN1785507A采用各種錳氧化物作為催化劑在常溫下分解臭氧獲得了較好的效果，但是，現有技術制備的臭氧分解催化劑性能不夠穩定、使用壽命短，抗濕能力較差。

[發明內容]

本發明要解決的技術問題是提供一種性能穩定、使用壽命長在高濕度環境下能夠高效分解臭氧的臭氧分解催化劑。

本發明另一個要解決的技術問題是提供一種上述臭氧分解催化劑的制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是，一種臭氧分解催化劑，包括載體和活性組分，載體為活性炭顆粒，活性組分為錳銅復合氧化物、錳鐵復合氧化物或錳釕復合氧化物；其中，錳與銅、錳與鐵或錳與釕的質量比為1：10～10：1。

以上所述的臭氧分解催化劑，錳的質量百分比為0.2％～2.0％，銅、鐵或釕的質量百分比為0.2％～2.0％。

以上所述的臭氧分解催化劑，活性炭顆粒中的雜質含量按質量百分比小于10％，活性炭顆粒的堆密度≤0.5g/ml。

一種上述臭氧分解催化劑的制備方法，包括以下步驟：

401)制備錳活性炭催化劑；

402)制備三氯化鐵溶液、乙酸銅溶液或三氯化釕溶液；

403)將錳活性炭催化劑浸泡在三氯化鐵溶液、乙酸銅溶液或三氯化釕溶液中，靜置半天以上；

404)烘干得到錳鐵活性炭復合催化劑、錳銅活性炭復合催化劑或錳釕活性炭復合催化劑。

以上所述的制備方法，在步驟401中，分別配制高錳酸鉀溶液和硫酸錳溶液，將兩者以一定比例混合成溶膠，在溶膠中加入活性炭，靜置、烘干，獲得所述的錳活性炭催化劑。

以上所述的制備方法，在步驟401中，配制高錳酸鉀溶液，用等體積浸漬法加入一定量的活性炭，靜置、烘干、煅燒，獲得所述的錳活性炭催化劑。