[发明专利]用于臭氧分解的催化剂的制备方法

说明书

本发明提供一种用于臭氧分解的催化剂的制备方法，包括以下步骤：S1，在高锰酸盐水溶液中加入还原剂，加热并持续搅拌得到水钠锰矿型二氧化锰；以及S2，在铵盐水溶液中加入所述水钠锰矿型二氧化锰，加热并持续搅拌，反应得到所述催化剂。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，尤其涉及一种用于臭氧分解的催化剂的制备方法。

背景技术

臭氧是一种常见的空气污染物，长期接触低浓度的臭氧就会对人体健康产 生影响。在具有复印机和打印机的办公室和配备静电除尘或离子化空气净化器 的室内空间都会有臭氧污染物产生。我国于2012年更新的《环境空气质量标准》 (GB3095-2012)规定，日最高8小时平均臭氧浓度限值为100μg/m³(一级标 准)和160μg/m³(二级标准)，1小时平均臭氧浓度限值为160μg/m³(一级标 准)和200μg/m³(二级标准)。另外，我国《家用和类似用途电器的抗菌、除菌、 净化功能空气净化器的特殊要求》(GB21551.3-2010)中还规定，空气净化器所 产生的有害物质：臭氧浓度(出风口5cm处)不得高于100μg/m³。所以，降低 室内臭氧污染物的浓度非常有必要。

许多学者很早就开始关注臭氧的去除，迄今为止所报道的臭氧去除方法有 热分解法、活性炭吸附法、药液吸收法等，但普遍存在能耗高、二次污染等问 题。常温催化分解是人们公认的最有潜力和应用前景的臭氧分解方法，这种技 术的关键在于高性能催化剂的制备。在实际应用领域研究的催化剂以锰氧化物 居多，因其活性相对较高。但在臭氧分解过程中，催化剂的失活，尤其是实际 空气中共存的水汽等易导致催化剂的活性大幅度下降(Applied Catalysis B: Environmental,1997,14(1-2),117-129)是限制其实用化的主要障碍。近年有研究 (Catalysis Communications,2015,59,156-160)对体相氧化锰催化分解臭氧的反 应进行了报道：在66h的试验中，在入口臭氧浓度约10000ppm、相对湿度40％(25℃)和空速12L·g^-1·h^-1条件下，其合成的Fe改性的α-MnO₂展现了优良的 臭氧分解性能。但其采用的水热合成方式难以实现大批量生产。贵金属与过渡 金属氧化物复合型似乎是目前报道的最为稳定的臭氧分解催化剂，但这些催化 剂都已经被保护，例如Engelhard公司的Pd-MnO₂催化剂、UOP公司的氧化铝 上负载的Pd-Pt催化剂等都已经有专利保护，其中Engelhard公司的臭氧分解催 化剂(PremAir)已经应用到汽车和室内空气净化器中。总的来看，国外一些公 司已经开发了一些有较长寿命的臭氧分解催化剂。国内虽然也有不少单位开展 了臭氧分解催化剂的研究工作，但是国内至今未有可实际应用的臭氧分解材料，目前所用的臭氧分解催化剂都从国外进口。另一方面，常用的臭氧分解催化剂 在潮湿环境中的寿命较短，因此，寻求一种在潮湿环境下具有良好催化稳定性 的臭氧分解催化剂很有必要。

发明内容

基于此，有必要提供能在潮湿环境下具有良好的催化稳定性的催化剂的制 备方法。

一种催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1，在高锰酸盐水溶液中加入还原剂，加热并持续搅拌得到水钠锰矿型二 氧化锰；以及

S2，在铵盐水溶液中加入所述水钠锰矿型二氧化锰，加热并持续搅拌，反 应得到所述催化剂。

在其中一个实施例中，所述铵盐为硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、碳酸铵和碳 酸氢铵中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述铵盐水溶液的浓度为5至400g/L。

在其中一个实施例中，所述步骤S1的加热温度为25至90℃。

在其中一个实施例中，所述高锰酸盐为高锰酸钾、高锰酸钠、高锰酸铵中 的至少一种。