[发明专利]铜掺杂的氧化锰八面体分子筛催化剂及其制备方法、应用

说明书

本发明提供了一种铜掺杂的氧化锰八面体分子筛催化剂及其制备方法、应用。一种铜掺杂的氧化锰八面体分子筛催化剂的制备方法，包括：S1、将二价锰盐溶于去离子水中，加入适量的硝酸调节pH值，得第一溶液；S2、将高锰酸盐溶于去离子水中，得高锰酸盐溶液，将所得的高锰酸钾溶液滴加到所述第一溶液中或将第一溶液滴加到所述高锰酸钾溶液中，滴加完毕后得混合溶液，添加含铜盐的金属组分溶液，在100℃‑140℃下回流得中间物；S3、将所述中间物经去离子水洗涤，过滤，干燥，得黑色固体；S4、将所述黑色固体高温焙烧，得铜掺杂的氧化锰八面体分子筛催化剂。该催化剂在室温下，具有高效分解臭氧的性能。

技术领域

本发明涉及环境催化技术领域，特别涉及一种铜掺杂的氧化锰八面体分子筛催化剂及其制备方法、应用和一种分解臭氧的材料。

背景技术

臭氧是一种常见的氧化剂，人体与臭氧长时间接触，会造成免疫机能、神经系统受损。近地表面处的臭氧主要源头是在医疗卫生、食品保鲜、水质处理等领域使用臭氧后的残留。绿色高效、安全稳定、经济的臭氧分解技术被人类所亟需。

室温催化分解臭氧的方法具备高效、安全稳定、经济的特点，备受学界关注。中国专利CN101357331A以含掺杂钻或钦的氧化锰分子筛为活性组，负载在蜂窝陶瓷或多孔泡沫金属整体式载体上来分解臭氧。CN102240568A以掺杂错的型氧化锰分子筛为活性组分和以蜂窝陶瓷或多孔金属泡沫为载体来分解臭氧。CN102838168A采用蜂窝陶瓷为载体，以先负载氧化介孔锰为基体将臭氧转化成无毒的氧气。

氧化锰八面体分子筛是一种类似沸石型分子筛结构的新型材料；氧化锰八面体分子筛，常被称为隐钾锰型氧化物，简称OMS-2，属于α-MnO₂，是一维孔道结构。它的晶体结构由2x2共棱边的八面体MnO₆链构成，链与链之间又通过八面体MnO₆顶点的氧原子以共棱角相连，构成约为0.46nm×0.46nm的一维孔道，其理想的化学式为KMn₈O₁₆·n H₂O。该材料的骨架结构上含有大量混合价态的Mn离子(Mn²⁺、Mn³⁺、Mn⁴⁺)、能提供较大的比表面积和具有一定的抗湿性能，因而有着优异的离子交换性和良好的氧化还原性能，此外还具备优良的孔道效应、吸附效应，使其有利于吸附臭氧和分解臭氧过程的进行。