【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料，具体涉及一种能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、温室气体是导致全球变暖的罪魁祸首。近年来，气候变化对人类社会的可持续发展构成了威胁。六氟化硫(sf6)是京都议定书中规定的应限制排放的一种温室气体。它的全球变暖潜能值(gwp)很高，是二氧化碳(co2)的24300倍。六氟化硫气体的绝缘强度是空气的2.5倍以上，其作为灭弧介质，灭弧能力是空气的100倍以上。由于其优越的电学性能，六氟化硫已经被广泛用于特高压输变电设备和电器开关中作为保护气体。目前，年排放到大气中的sf6气体相当于1.25亿吨co2气体。随着电力系统的发展，预计未来sf6的排放量将持续增加，这势必会大大增加环保的压力。因此，控制六氟化硫的排放和找到一种降解六氟化硫的方法已迫在眉睫。
2、碳化钛(tic)材料由于其层状结构清晰、导电性好、热稳定性高、金属导电性好、表面积大、能带隙小等特点。因此，人们对tic材料应用与热催化领域的兴趣越来越大。
3、目前降解六氟化硫的方法有吸附、传统工业热分解、光降解、等离子体法和催化降解等多种方法，其中催化降解法格外受到关注，六氟化硫催化降解主要有三种类型的催化剂：金属氧化物，金属磷酸盐，负载型金属催化剂。这些催化剂均在600℃以上的氩气或氮气气氛中进行，目前缺乏较低温度大气环境条件下的降解机理和技术研究。如张佳等人(cn103007736a)利用电镀污泥较为有效的降解了六氟化硫，但其降解过程需要在氮气的保护气氛下进行。而现实条件下六氟化硫是在大气中
4、公开号为cn113244939a的中国专利申请文献公开了一种在大气环境下分解六氟化硫的碳化硅-铁氧化物复合材料，该复合材料是以热导型物质作为载体，以铁氧化物作为活性位点中心的粉末状复合材料，载体与铁氧化物的质量比为10:1～60:1。其能实现六氟化硫的活化与分解，能够在大气环境中分解六氟化硫，符合实际情况，有巨大的实用潜能，催化材料通过简单自组装化学沉积法来制备，工艺简单，加工成本低，适合大规模生产，但是上述方法需要在600℃的高温才可对sf6降解，且催化材料制备流程繁琐，不适用于工业生产，降解能耗也较高。
5、公开号为cn116078416a的中国专利申请文献公开了一种空气气氛下降解六氟化硫的基于锰单质的催化材料，所述锰基催化材料以金属锰单质作为活性位点中心，以碳化硅、二氧化硅、累托石、莫来石、水滑石材料中的一种或多种作为载体，所述锰基催化材料可用于在空气气氛下对六氟化硫进行催化降解；其制备的锰基催化材料，可以在空气气氛下降解六氟化硫，区别于以往需要在氮气或氩气的保护气氛下降解的技术，十分符合实际情况，有巨大的实用潜能，且通过简单的物理研磨方法可制备而得，无需烧结，工艺简单，加工成本低，适合大规模生产，但是当温度为500℃时，上述催化材料对sf6的最高降解率仅有85％，无法实现高效降解sf6。
6、公开号为cn116474762a的中国专利申请文献公开了一种空气气氛下降解六氟化硫的基于二氧化钼的催化材料，所述催化材料以二氧化钼作为活性位点中心，以碳化硅、二氧化硅中的一种或多种作为载体，所述二氧化钼材料用于在空气气氛下对六氟化硫进行催化降解，其moo2基催化材料，以moo2作为活性位点中心，以碳化硅、二氧化硅材料中的一种或多种作为载体，通过简单的物理研磨方法可制备而得，无需烧结，工艺简单，加工成本低，适合大规模生产，但是当温度为500℃时，上述催化材料对sf6的最高降解率仅有73.33％，单位降解量仅有123.42ml g-1，无法实现高效降解sf6。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于如何在空气氛围下高效降解sf6。
2、本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题：
3、一种能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料，其以碳化钛作为活性位点中心，以碳化硅作为载体，所述活性位点中心分散在所述载体上；所述碳化钛的质量占催化材料质量的10-20％。
4、优选地，所述碳化钛的质量占催化材料质量的20％。
5、本专利技术还提出一种所述的能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料的制备方法，包括以下步骤：将碳化钛与碳化硅进行物理混合得到所述能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料。
6、优选地，所述的能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料的制备方法，包括以下步骤：将碳化钛与碳化硅混合后进行研磨得到所述能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料。
7、本专利技术还提出一种所述的能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料在降解六氟化硫中的应用。
8、本专利技术还提出一种采用所述的能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料降解六氟化硫的方法，包括以下步骤：将能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料置于反应装置中，通入六氟化硫与空气的混合气体，在500-600℃下进行降解六氟化硫。
9、优选地，所述六氟化硫与空气的混合气体中，六氟化硫体积浓度为3vol.％～60vol.％。
10、优选地，在500℃下进行降解六氟化硫。
11、优选地，所述六氟化硫与空气的混合气体的流量为10ml/min。
12、优选地，降解六氟化硫的时间为10-40min。(该时间内降解率最高)
13、本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
14、(1)本专利技术的tic基催化材料，以tic作为活性位点中心，以碳化硅作为载体，通过简单的物理研磨方法可制备而得，无需烧结，工艺简单，加工成本低，适合大规模生产。
15、(2)本专利技术的催化材料对六氟化硫具有优越的降解能力，且基本不会产生有毒气体，符合环保理念。
16、(3)本专利技术的催化材料可以在空气气氛下降解六氟化硫，区别于以往需要在氮气或氩气的保护气氛下降解的技术，十分符合实际情况，有巨大的实用潜能。
17、(4)本专利技术的催化材料对六氟化硫的降解响应能力十分迅速，并且使用寿命较长。
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1.一种能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料，其特征在于：其以碳化钛作为活性位点中心，以碳化硅作为载体，所述活性位点中心分散在所述载体上；所述碳化钛的质量占催化材料质量的10-20％。
2.根据权利要求1所述的能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料，其特征在于：所述碳化钛的质量占催化材料质量的20％。
3.一种如权利要求1或2所述的能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将碳化钛与碳化硅进行物理混合得到所述能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料。
4.根据权利要求3所述的能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将碳化钛与碳化硅混合后进行研磨得到所述能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料。
5.一种如权利要求1或2所述的能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料在降解六氟化硫中的应用。
6.一种采用如权利要求1或2所述的能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料降解六氟化硫的方法，其特征在于，包括以下步骤：将能
7.根据权利要求6所述的采用所述的能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料降解六氟化硫的方法，其特征在于：所述六氟化硫与空气的混合气体中，六氟化硫体积浓度为3vol.％～60vol.％。
8.根据权利要求6所述的采用所述的能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料降解六氟化硫的方法，其特征在于：在500℃下进行降解六氟化硫。
9.根据权利要求6所述的采用所述的能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料降解六氟化硫的方法，其特征在于：所述六氟化硫与空气的混合气体的流量为10ml/min。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的采用所述的能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料降解六氟化硫的方法，其特征在于：降解六氟化硫的时间为10-40min。
...【技术特征摘要】
1.一种能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料，其特征在于：其以碳化钛作为活性位点中心，以碳化硅作为载体，所述活性位点中心分散在所述载体上；所述碳化钛的质量占催化材料质量的10-20％。
2.根据权利要求1所述的能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料，其特征在于：所述碳化钛的质量占催化材料质量的20％。
3.一种如权利要求1或2所述的能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将碳化钛与碳化硅进行物理混合得到所述能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料。
4.根据权利要求3所述的能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将碳化钛与碳化硅混合后进行研磨得到所述能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料。
5.一种如权利要求1或2所述的能在空气气氛下降解六氟化硫的碳化钛基催化材料在降解六氟化硫中的应用。
6.一种采用如权利要求1或2所述的能在空气气氛下降...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱姗，马凤翔，赵跃，朱峰，曹骏，林涛，许争杰，刘子恩，宋玉梅，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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