一种常温除臭氧催化材料制造技术

本发明专利技术公开一种常温除臭氧催化材料，涉及催化剂领域。本发明专利技术公开的常温除臭氧催化材料，采用蜂窝状陶瓷作为载体，在载体表面包覆Al

【技术实现步骤摘要】
一种常温除臭氧催化材料
本专利技术属于催化剂的
，尤其涉及一种常温除臭氧催化材料。
技术介绍
臭氧是氧的同素异型体，在常温常压下是一种不稳定的淡紫色气体，具有强氧化性和腐蚀性。对于人类赖以生存的环境而言，臭氧起到双刃剑的作用。在平流层，臭氧能够抵挡紫外线直接照射地球，是大自然的天然保护屏障；然而在靠近地表处，臭氧的危害作用十分大，会对人体的皮肤，免疫系统及神经系统等产生不同程度的影响。鉴于臭氧污染所带来的危害，近年来我国相关国家机关、组织对室内环境关注程度也不断提高。我国2012年2月发布的《环境空气质量标准》(GB3095-2012)规定，臭氧的日最大8小时平均值二级浓度限值为160μg/m3。近年来，打印机、复印机、传真机、除尘器、杀菌消毒柜等成为了日常生活中主要的臭氧产生源，给人们健康造成了极大的威胁。同时，利用臭氧进行水处理，汽车尾气中的碳氢化物和氮氧化物，经紫外线照射，都能生产生臭氧。在实际应用过程中，臭氧并不能被完全利用或溶解而导致一定量的臭氧释放到周边空气中。如果环境中的臭氧浓度达0.06mg/m3时，人会出现头痛、喉咙干涩、呼吸道粘膜受损等状况，严重危害人体健康。因此，对含臭氧废气排出前进行处理，降解空气中过高浓度的臭氧并将其分解为无害的物质非常必要。臭氧作为城市光化学污染的主要污染物之一，在臭氧排除前进行处理是非常必要的。现有消除臭氧的研究主要有活性炭法、热分解法、药液吸收法和催化分解法。活性炭法处理臭氧过程中散热量大，处理不当容易爆炸，有很大的局限性；热分解法一般需要将气体加热到400℃，费用高，使用能耗大；药液吸收法中药液难处理，产生二次废物；而催化分解法只产生氧，且具有稳定性好、分解率高、安全、价格低廉等优点，因而是较为理想的工业臭氧分解方法。催化分解催化剂主要分为两大类：含贵金属的催化剂和含过渡金属氧化物的催化剂。贵金属具有优异的化学稳定性和热稳定性，对臭氧的催化分解能力十分好，但其价格昂贵，限制了大规模使用；铁、镍和钴等氧化物的过渡金属氧化物催化剂，是一种良好的持续催化性能且廉价的材料，对脱臭、脱色、杀菌、分解有机物后剩余臭氧的分解特别有效，但使用时必须存在一定的水汽环境；锰氧化物的过渡金属氧化物的催化剂，是一种方便经济高效的催化材料，对臭氧的催化分解活性较高，且锰氧化物价态较多，体系比较复杂，价格比较低廉，但现有技术中的氧化锰的抗湿能力和低温活性较低，催化剂使用寿命较短。中国专利技术专利CN105312061B公开的常温除臭氧催化材料以高比表面积的多孔活性炭、分子筛为主的复合材料为载体；负载有一种或几种非贵金属氧化物为活性组分，同时载有一种或几种还原性保护剂，采用分步浸渍工艺制备而成，该专利技术具有快速捕捉、高效催化分解、工作周期长等特点，在常温常湿条件下催化分解臭氧能力可达95％以上。但臭氧在反应过程中因其较强的氧化性能，可能将活性炭同时氧化，影响载体的使用寿命；该选择吸附性较弱，极易饱和，不能充分发挥臭氧催化剂的性能；活性炭等吸附材料易吸湿，高湿度微环境下，臭氧催化剂活性减弱；载体与活性组分之间的是物理结合，封接效果不佳，活性组分易流失，影响催化材料的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种常温除臭氧催化材料，具有优良的臭氧分解性能，活性组分不易流失，可重复使用，延长了催化材料的使用寿命。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种常温除臭氧催化材料，采用蜂窝状陶瓷作为载体，在载体表面包覆Al2O3-Fe2O3涂层，然后再在Al2O3-Fe2O3涂层上负载有活性组分Mn-Ti催化剂，所述Al2O3-Fe2O3涂层与所述蜂窝状陶瓷的质量比为0.01-0.03:1，所述Mn-Ti催化剂与所述蜂窝状陶瓷的质量比为0.08-0.15:1。进一步的，所述蜂窝状陶瓷是由以下重量份数的原料制备：堇青石40-50份、钛酸铝10-30份、钛粉5-8份、氧化铝8-12份、氧化钇10-15份、分散剂3-5份和粘结剂3-5份，所述分散剂为聚丙烯酰胺或聚甲基丙烯酸铵，所述粘结剂为聚乙烯醇或甲基纤维素；所述蜂窝状陶瓷的制备方法为：将上述堇青石、钛酸铝、钛粉、氧化铝和氧化钇按上述重量份称取后混合均匀，球磨至200-300目，然后往其中加入上述重量份的粘结剂、分散剂和去离子水，混合3-5h得浆料，将浆料放入柱塞式模具中在常温下挤压成型，将成型后的陶瓷体烘干定型，再以氮气为保护气，在1300-1400℃进行常温烧结，保温时间为2-4h，制得所述的蜂窝状陶瓷。进一步的，所述Mn-Ti催化剂的制备方法为：将醋酸锰溶于去离子水中，充分溶解，然后加入100mL的乙酸和氧化铜，搅拌均匀至无固体，再加入乙酸调节PH值至3-4，制得混合物A；将高锰酸钾和锰酸钾溶于去离子水中，搅拌均匀并溶解，然后缓慢加入到混合物A中，搅拌30min后，在压力为3MPa且温度为100℃下，反应18-20h，制得混合物B；将氯化钛加入混合物B中，在压力为3MPa且温度为100℃下，边搅拌边反应20-24h，冷却至室温，进行多次离心洗涤至中性，然后将离心后固体产物置于100℃烘箱中干燥，即得所述Mn-Ti催化剂。进一步的，所述醋酸锰、高锰酸钾和锰酸钾的质量比为1：(0.5-0.8)：(0.6-0.7)，所述氧化铜与氯化钛的物质的量比为(1-1.5)：1，所述锰原子与钛原子的物质的量比为(7-9)：1，所述醋酸物质的量浓度为2mol/L。进一步的，所述Al2O3-Fe2O3涂层浆液的制备方法为：将质量比为(0.8-1.0)：(2.5-3.5)的Fe2O3与Al2O3混合均匀，缓慢加入2mol/L的醋酸溶液搅拌，直至无固体，即得所述Al2O3-Fe2O3涂层浆液。一种如上述所述的常温除臭氧催化材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)将所述蜂窝状陶瓷放入Al2O3-Fe2O3涂层浆液中，充分浸渍使得蜂窝状陶瓷表面负载Al2O3-Fe2O3涂层，于100℃干燥24h，然后于1000-1200℃烧结，保温时间为2-3h，制得包覆有Al2O3-Fe2O3涂层的蜂窝状陶瓷；(2)将所述Mn-Ti催化剂与水按比例混合，球磨2-4h得到质量浓度为10-25％的活性组分浆料；(3)将所述步骤(1)中制得的包覆有Al2O3-Fe2O3涂层的蜂窝状陶瓷置于所述步骤(2)中的活性组分浆料中，充分浸渍，于100℃干燥24h，然后于500-600℃烧结，保温时间为5-7h，制得所述的常温除臭氧催化材料。本专利技术取得了以下有益效果：1、本专利技术的蜂窝状陶瓷载体的表面包覆Al2O3-Fe2O3涂层，烧结过程中，蜂窝状陶瓷中的钛粉具有很强的化学活性，与蜂窝状陶瓷中金属氧化物、Al2O3-Fe2O3涂层中的氧化铝和氧化铁形成液相活性合金，相互渗透，形成致密的Al2O3-Fe2O3涂层，从而Al2O3-Fe2O3涂层与蜂窝状陶瓷能很好的进行封接；在Al2O3-Fe2O3涂层上负载有活性组分Mn-Ti催化剂，Mn-Ti催化剂中的含锰氧化物、氧化钛和氧化铜与氧化铝、氧化铁在烧结条件下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种常温除臭氧催化材料，其特征在于，采用蜂窝状陶瓷作为载体，在载体表面包覆Al

【技术特征摘要】
1.一种常温除臭氧催化材料，其特征在于，采用蜂窝状陶瓷作为载体，在载体表面包覆Al2O3-Fe2O3涂层，然后再在Al2O3-Fe2O3涂层上负载有活性组分Mn-Ti催化剂，所述Al2O3-Fe2O3涂层与所述蜂窝状陶瓷的质量比为0.01-0.03:1，所述Mn-Ti催化剂与所述蜂窝状陶瓷的质量比为0.08-0.15:1。


2.根据权利要求1所述的常温除臭氧催化材料，其特征在于，所述蜂窝状陶瓷是由以下重量份数的原料制备：堇青石40-50份、钛酸铝10-30份、钛粉5-8份、氧化铝8-12份、氧化钇10-15份、分散剂3-5份和粘结剂3-5份，所述分散剂为聚丙烯酰胺或聚甲基丙烯酸铵，所述粘结剂为聚乙烯醇或甲基纤维素；
所述蜂窝状陶瓷的制备方法为：将上述堇青石、钛酸铝、钛粉、氧化铝和氧化钇按上述重量份称取后混合均匀，球磨至200-300目，然后往其中加入上述重量份的粘结剂、分散剂和去离子水，混合3-5h得浆料，将浆料放入柱塞式模具中在常温下挤压成型，将成型后的陶瓷体烘干定型，再以氮气为保护气，在1300-1400℃进行常温烧结，保温时间为2-4h，制得所述的蜂窝状陶瓷。


3.根据权利要求1所述的常温除臭氧催化材料，其特征在于，所述Mn-Ti催化剂的制备方法为：将醋酸锰溶于去离子水中，充分溶解，然后加入100mL的乙酸和氧化铜，搅拌均匀至无固体，再加入乙酸调节PH值至3-4，制得混合物A；将高锰酸钾和锰酸钾溶于去离子水中，搅拌均匀并溶解，然后缓慢加入到混合物A中，搅拌30min后，在压力为3MPa且温度为100℃下，反应18-20h，制得混合物B；将氯化钛加入混合物B中，在压力为3MPa且温度为10...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦槐，
申请(专利权)人：湖南艾凯环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43