[發明專利]用于臭氧分解的催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201810241220.1
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108579729B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 張彭義;曹冉冉;劉陽
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01D53/86;B01D53/66
• 代理公司: 11606 北京華進京聯知識產權代理有限公司
• 代理人: 王賽<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明提供一種用于臭氧分解的催化劑的制備方法，包括以下步驟：S1，在高錳酸鹽水溶液中加入還原劑，加熱并持續攪拌得到水鈉錳礦型二氧化錳；以及S2，在銨鹽水溶液中加入所述水鈉錳礦型二氧化錳，加熱并持續攪拌，反應得到所述催化劑。

技術領域

本發明涉及催化劑領域，尤其涉及一種用于臭氧分解的催化劑的制備方法。

背景技術

臭氧是一種常見的空氣污染物，長期接觸低濃度的臭氧就會對人體健康產 生影響。在具有復印機和打印機的辦公室和配備靜電除塵或離子化空氣凈化器 的室內空間都會有臭氧污染物產生。我國于2012年更新的《環境空氣質量標準》 (GB3095-2012)規定，日最高8小時平均臭氧濃度限值為100μg/m³(一級標 準)和160μg/m³(二級標準)，1小時平均臭氧濃度限值為160μg/m³(一級標 準)和200μg/m³(二級標準)。另外，我國《家用和類似用途電器的抗菌、除菌、 凈化功能空氣凈化器的特殊要求》(GB21551.3-2010)中還規定，空氣凈化器所 產生的有害物質：臭氧濃度(出風口5cm處)不得高于100μg/m³。所以，降低 室內臭氧污染物的濃度非常有必要。

許多學者很早就開始關注臭氧的去除，迄今為止所報道的臭氧去除方法有 熱分解法、活性炭吸附法、藥液吸收法等，但普遍存在能耗高、二次污染等問 題。常溫催化分解是人們公認的最有潛力和應用前景的臭氧分解方法，這種技 術的關鍵在于高性能催化劑的制備。在實際應用領域研究的催化劑以錳氧化物 居多，因其活性相對較高。但在臭氧分解過程中，催化劑的失活，尤其是實際 空氣中共存的水汽等易導致催化劑的活性大幅度下降(Applied Catalysis B: Environmental,1997,14(1-2),117-129)是限制其實用化的主要障礙。近年有研究 (Catalysis Communications,2015,59,156-160)對體相氧化錳催化分解臭氧的反 應進行了報道：在66h的試驗中，在入口臭氧濃度約10000ppm、相對濕度40％(25℃)和空速12L·g^-1·h^-1條件下，其合成的Fe改性的α-MnO₂展現了優良的 臭氧分解性能。但其采用的水熱合成方式難以實現大批量生產。貴金屬與過渡 金屬氧化物復合型似乎是目前報道的最為穩定的臭氧分解催化劑，但這些催化 劑都已經被保護，例如Engelhard公司的Pd-MnO₂催化劑、UOP公司的氧化鋁 上負載的Pd-Pt催化劑等都已經有專利保護，其中Engelhard公司的臭氧分解催 化劑(PremAir)已經應用到汽車和室內空氣凈化器中?？偟膩砜?，國外一些公 司已經開發了一些有較長壽命的臭氧分解催化劑。國內雖然也有不少單位開展 了臭氧分解催化劑的研究工作，但是國內至今未有可實際應用的臭氧分解材料，目前所用的臭氧分解催化劑都從國外進口。另一方面，常用的臭氧分解催化劑 在潮濕環境中的壽命較短，因此，尋求一種在潮濕環境下具有良好催化穩定性 的臭氧分解催化劑很有必要。

發明內容

基于此，有必要提供能在潮濕環境下具有良好的催化穩定性的催化劑的制 備方法。

一種催化劑的制備方法，包括以下步驟：

S1，在高錳酸鹽水溶液中加入還原劑，加熱并持續攪拌得到水鈉錳礦型二 氧化錳；以及

S2，在銨鹽水溶液中加入所述水鈉錳礦型二氧化錳，加熱并持續攪拌，反 應得到所述催化劑。

在其中一個實施例中，所述銨鹽為硫酸銨、氯化銨、硝酸銨、碳酸銨和碳 酸氫銨中的至少一種。

在其中一個實施例中，所述銨鹽水溶液的濃度為5至400g/L。

在其中一個實施例中，所述步驟S1的加熱溫度為25至90℃。

在其中一個實施例中，所述高錳酸鹽為高錳酸鉀、高錳酸鈉、高錳酸銨中 的至少一種。