[发明专利]一种臭氧分解催化剂及其制备方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及催化剂，尤其涉及一种臭氧分解催化剂及其制备方法。

[背景技术]

臭氧的应用非常广泛，工业水处理，烟气脱硫、脱硝的尾气中含有大量未分解的臭氧，医药卫生、餐饮行业的消毒杀菌，打印机、复印机、紫外灯工作过程中都会产生臭氧。

臭氧作为一种强氧化性气体，吸入体内，迅速转化为活性很强的自由基-超氧基(O2*)，可以使不饱和脂肪酸氧化，从而造成细胞损伤，还可以引起上呼吸道的炎症病变。长时间臭氧的接触还可造成神经中毒、头晕头疼、记忆力衰退、视力下降，还会破坏人的免疫系统，诱发淋巴细胞病变，加速衰老等。低浓度臭氧对人体的危害已经引起人们的广泛关注。

我国《环境空气质量标准(GB3095-1996)》二级标准(适用于城市环境空气)规定1小时臭氧浓度均值不得超过0.20mg/m³(相当于100ppb)；《室内空气质量标准(GB/T18883-2002)》规定1小时臭氧浓度均值不得高于0.16mg/m³(相当于80ppb)。为避免技术运行中带来的二次污染，降低臭氧排放值，对含有臭氧的尾气排放前进行必要的处理显得尤为重要。

目前，对于臭氧的去除方法主要有活性炭法、热分解法、等离子体分解法、药液吸收法以及催化分解法。活性炭应用于去除臭氧，方法简便，可操作性强，对臭氧的去除效果也较好，但是此方法中活性炭需经常更换或再生，对高浓度的臭氧去除不适用，并且活性炭法在实际运用中可能受湿度、灰尘、气流等因素的影响。热分解法主要是利用臭氧的衰变随温度升高而加快的技术，空气中的臭氧热分解在30℃开始，在40～50℃时显著，在200℃时一分钟内臭氧分解大约是70％，在300℃及以上时，1～2s反应时间内达到100％分解。而对于高浓度臭氧的分解，通常为得到高的分解率，需要将气体加热至400℃，通过热分解或燃烧的方式发生氧化还原反应，分解臭氧。等温等离子体分解臭氧是指在高压放电的过程中产生等离子体，等离子体与臭氧反应，使其分解为氧气。药液吸收法是用硫代硫酸钠或亚硫酸钠等药剂，通过药液与臭氧之间的氧化还原反应将臭氧吸收，此方法存在废液处理的问题，在实际的很少应用。催化分解臭氧是目前研究最多和应用最多的方法，它可以弥补以上方法的不足，并且催化剂较稳定，对臭氧的去除率也较高，同时满足安全、经济的要求，是目前较为理想的方法。

中国专利CN90106857采用锰、铜氧化物作为活性组分来分解臭氧，CN1259398A、CN17167674A和CN1357348A都是采用锰、铜、镍和钴的氧化物作为活性组分，负载在活性炭上来分解臭氧，CN1785507A采用各种锰氧化物作为催化剂在常温下分解臭氧获得了较好的效果，但是，现有技术制备的臭氧分解催化剂性能不够稳定、使用寿命短，抗湿能力较差。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种性能稳定、使用寿命长在高湿度环境下能够高效分解臭氧的臭氧分解催化剂。

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种上述臭氧分解催化剂的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种臭氧分解催化剂，包括载体和活性组分，载体为活性炭颗粒，活性组分为锰铜复合氧化物、锰铁复合氧化物或锰钌复合氧化物；其中，锰与铜、锰与铁或锰与钌的质量比为1：10～10：1。

以上所述的臭氧分解催化剂，锰的质量百分比为0.2％～2.0％，铜、铁或钌的质量百分比为0.2％～2.0％。

以上所述的臭氧分解催化剂，活性炭颗粒中的杂质含量按质量百分比小于10％，活性炭颗粒的堆密度≤0.5g/ml。

一种上述臭氧分解催化剂的制备方法，包括以下步骤：

401)制备锰活性炭催化剂；

402)制备三氯化铁溶液、乙酸铜溶液或三氯化钌溶液；

403)将锰活性炭催化剂浸泡在三氯化铁溶液、乙酸铜溶液或三氯化钌溶液中，静置半天以上；

404)烘干得到锰铁活性炭复合催化剂、锰铜活性炭复合催化剂或锰钌活性炭复合催化剂。

以上所述的制备方法，在步骤401中，分别配制高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液，将两者以一定比例混合成溶胶，在溶胶中加入活性炭，静置、烘干，获得所述的锰活性炭催化剂。

以上所述的制备方法，在步骤401中，配制高锰酸钾溶液，用等体积浸渍法加入一定量的活性炭，静置、烘干、煅烧，获得所述的锰活性炭催化剂。