[發明專利]一種新型高效的臭氧催化材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011083819.0
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112246268A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 李化;王早軍;張瑞陽;張騫;蘭勇
• 申請（專利權）人: 四川旭航新材料有限公司
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J37/02;B01J37/03;B01J37/08;B01D53/86;B01D53/66
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 史麗紅

本發明公開了一種新型高效的臭氧催化材料及其制備方法，包括高比表面積的基材以及負載在基材上的過渡金屬氧化物?C₃N₄復合材料，由C₃N₄?過渡金屬鹽溶液和堿溶液復合生成的過渡金屬氫氧化物?C₃N₄混合物，再通過燒結制得。本發明的臭氧催化材料，具有持續高效催化的性能、反應條件溫和在常溫條件下即可實現量產，而且能夠使用價格相對低廉的原料，適合規模化生產，通過吸附和催化相結合，可快速去除臭氧，適用于大部分工業廢氣臭氧尾氣、廢水臭氧和室內環境中，通過改變載體類型和形狀，也可用于加濕器、凈化器等設備中，具有良好應用前景。

技術領域

本發明涉及催化材料，具體涉及一種新型高效的臭氧催化材料及其制備方法。

背景技術

臭氧作為一種強氧化劑，在材料制備、空間消毒、廢水凈化、廢氣處理等方面都有著豐富的應用。但是由于臭氧的半衰期在半小時左右，使用后的臭氧隨著管道排出進入大氣時，會在環境中短時間殘留。人或動物吸入較多高濃度臭氧對身體非常有害，因此尾氣臭氧的處理必不可缺。目前臭氧尾氣處理的方法有直排、吸附、催化劑、加熱+催化劑結合這幾種主要的方式，而使用催化劑是最高效和環保的方法之一。目前臭氧消除使用的催化劑類別主要集中在貴金屬或者金屬氧化物如氧化錳、氧化鐵、氧化鋁、氧化鋅、氧化鎳等上面，但該類別的催化劑在制備過程中存在反應條件苛刻(水熱反應、高溫燒結)、抗濕性差、只能處理中低濃度臭氧、催化效率不夠高等問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有臭氧消除使用的催化劑，主要集中在貴金屬或者金屬氧化物如氧化錳、氧化鐵、氧化鋁、氧化鋅、氧化鎳等，制備過程中存在反應條件苛刻、抗濕性差、只能處理中低濃度臭氧、催化效率不夠高等問題，目的在于提供一種新型高效的臭氧催化材料及其制備方法，具有持續高效催化的性能、反應條件相對溫和，而且能夠使用價格相對低廉的原料，適合規?；a，具有良好應用前景。

本發明通過下述技術方案實現：

本發明提供一種新型高效的臭氧催化材料，包括高比表面積的基材以及負載在基材上的過渡金屬氧化物-C₃N₄復合材料，由C₃N₄-過渡金屬鹽溶液和堿溶液復合生成的過渡金屬氫氧化物-C₃N₄混合物，再通過燒結制得。

本發明的臭氧催化材料，具有持續高效催化的性能、反應條件相對溫和，而且能夠使用價格相對低廉的原料，適合規?；a，通過吸附和催化相結合，可快速去除臭氧，適用于大部分工業廢氣臭氧尾氣、廢水臭氧和室內環境中，通過改變載體類型和形狀，也可用于加濕器、凈化器等設備中，具有良好應用前景。

所述過渡金屬氧化物為氧化鐵、氧化錳、氧化鈷、氧化鎳、氧化銅、氧化鋁、氧化鎢、氧化鉬、氧化鉻、氧化鋅等其中的一種或者多種。

所述過渡金屬鹽中金屬陽離子為鐵、鈷、錳、鎳、銅、釩、鈦、鈮、鉭、鉬、鉻、鎘、鎢、鉑、鋅等的一種或多種。

優選的，過渡金屬鹽中金屬陽離子為鐵、鈷、錳、鎳、銅的一種或多種。

所述過渡金屬鹽中陰離子為硫酸根、硝酸根、亞硝酸根、醋酸根、草酸根、鹵族離子、磷酸根或碳酸根，優選為硝酸鎳。

一種臭氧催化材料的制備方法，包括如下步驟：1)將過渡金屬鹽配置成過渡金屬鹽溶液，將C3N4分散在該金屬鹽溶液中，將該溶液負載于高比表面積的基材上，然后烘干，得到第一載體材料；2)將堿溶于水形成堿溶液，將堿溶液與上述第一載體材料反應，烘干后得到第二載體材料；3)最后用去離子水清洗多次清洗上述第二載體材料的表面；4)將清洗的第二載體材料烘干，燒結后即得所述新型高效臭氧催化材料。