[發明專利]一種耐濕臭氧分解催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202010750630.6
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111790385A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 魏寬;李云;王安霖;王云;劉志敏;蔣中鋒;陳啟章;羅甜甜;彭鵬;杜源
• 申請（專利權）人: 中自環保科技股份有限公司
• 主分類號: B01J23/656
• 分類號: B01J23/656;B01J35/10;B01D53/66;B01D53/86
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 陳明龍

本發明公開了一種耐濕臭氧分解催化劑及其制備方法，所述催化劑以貴金屬、氧化錳為活性組分，以γ?Al₂O₃為載體，以氧化鈰為助劑。制備過程：(1)將鈰鹽溶解于水中，等體積浸漬到γ?Al₂O₃上，焙燒，得到CeO₂?Al₂O₃；(2)將含錳前驅體溶解在水中，等體積浸漬到CeO₂?Al₂O₃上，焙燒得到MnO₂/CeO₂?Al₂O₃；(3)將貴金屬可溶性鹽溶液與MnO₂/CeO₂?Al₂O₃進行混合，超聲浸漬，干燥，焙燒，得到耐濕臭氧分解催化劑。本發明的催化劑具有良好的穩定性和高的比表面積，催化劑在高濕度的情況下保持優異的催化活性，臭氧分解效率高。

技術領域

本發明屬于催化劑技術及其空氣凈化領域，特別涉及一種耐濕臭氧分解催化劑及其制備方法。

背景技術

臭氧由于其強氧化性，廣泛被應用于水和空氣的脫臭、殺菌、以及廢水的脫色、氰基有機物的分解等，在使用臭氧過程中易出現殘留現象，直接危險人體健康，在日常生活中，打印機工作場所、機艙及高壓放電區域，伴隨高壓放電而產生臭氧，這些臭氧一方面污染環境，另一方面當臭氧濃度超過0.06mg/m³時就可能對人體產生一定的危害。因此，對多余的臭氧進行處理，將其分解為無害物質是非常必要的。

分解臭氧的方法主要有熱分解法、電磁波輻射法、藥液吸收法和催化分解法等，其中催化分解法能降低反應活化能實現臭氧的快速分解，具有高的分解效率能滿足安全和經濟等要求，是較為理想的方法，更重要的是采用催化劑對臭氧進行裂解，對環境無二次污染，節能環保安全高效，從而采用催化法裂解凈化臭氧越來越引起大家的關注。

目前，催化分解法用的催化劑主要集中在為含過渡金屬催化劑(如含錳催化劑)和貴金屬催化劑。其中，含錳或者其他過渡金屬氧化物，由于其對臭氧的分解活性受水分子的影響嚴重，水分子在催化劑表面活性位點與臭氧的競爭性吸附，使催化劑在水蒸氣存在的情況下或者空氣濕度較高的情況下，催化劑活性被抑制，對臭氧裂解轉化率顯著下降。中國專利CN107519861A公開了一種鈰錳復合氧化物催化劑、其制備方法，催化劑的組成為：CeMn_aO_x，Mn的化合價態主要為+4價，且a的值選自10～25之間的自然數。該催化劑的制備方法包括：(1)將過硫酸銨與含有鈰源和二價錳源的溶液混合，完全溶解后得到反應溶液；(2)將反應溶液進行水熱反應，反應產物經后處理，得到固體產物；(3)將固體產物焙燒，得到所述鈰錳復合氧化物催化劑。中國專利CN109289863A提出了一種高效耐水的銅摻雜錳基催化劑的制備，催化劑以錳、銅作為活性組分，其制備過程為將一定量的高錳酸鉀和醋酸錳分別溶于去離子水中，混合，攪拌均勻，將硝酸銅固體加入上述溶液中，超聲攪拌均勻，再將溶液轉移到水熱反應釜中，在140℃反應2h，冷卻，離心洗滌和酸處理干燥后得到最終材料。上述兩種方法制備催化劑均需要水熱條件，能耗高，工藝復雜，且得到的催化劑用于催化臭氧分解時的溫度條件比較嚴格，具有很大的局限性。

現有技術中制備的催化劑很難實現在高濕度條件下催化劑具有很好的穩定性，催化劑的活性降低，臭氧分解效率降低。因此，針對催化劑在高濕度等惡劣環境下的應用，需要開發在高濕度下具有高效、耐濕臭氧分解催化劑。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中在濕度較高情況下催化劑活性被抑制，對臭氧裂解轉化率顯著下降的問題，提供了一種耐濕臭氧分解催化劑及其制備方法，該催化劑制備了氧化鈰-氧化鋁復合氧化物，負載貴金屬、氧化錳作為活性組分，該催化劑具有優異的穩定性和高的比表面積，催化劑在高濕度的情況下保持優異的催化活性，臭氧分解效率高。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：