[发明专利]一种镍基臭氧分解催化剂及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种镍基臭氧分解催化剂及其制备方法和用途；所述催化剂以具有异质结的结构的Ni/NiO作为活性组分，所述催化剂对臭氧具有优良的催化分解活性；在室温25℃，臭氧浓度为1000ppm，空速为240000ml g^‑1h^‑1的条件下，对臭氧分解效率≥90％，在湿度为80‑90％的条件下反应数小时对臭氧的转化率仍保持在82％‑99％，表现出优异的抗湿性；且所述催化剂的制备方法简单，制备条件温和，易于大规模生产。

技术领域

本发明涉及空气污染净化领域，尤其涉及臭氧催化分解领域，进一步涉及一种镍基臭氧分解催化剂及其制备方法和用途。

背景技术

臭氧是空气中的重要污染物之一。臭氧污染的主要来源包括紫外线辐射，工业生产废气中的残余臭氧以及室内电器例如复印机、扫描仪工作时的高压放电生成的臭氧等。臭氧对环境和人体健康有较大的危害，我国《环境空气质量标准GB3095-2012》规定一、二级标准分别为1小时均值≤0.16mg/m³与0.20mg/m³，而《室内空气质量标准GB/T 18883-2002》则规定室内空气中1小时均值≤0.16mg/m³。因此需要开发臭氧降解催化剂以缓解空气中的臭氧污染。

CN102513106A公开了一种常温高效臭氧分解催化剂及其制备方法。该催化剂是将硝酸锰、硝酸铈、硝酸银按摩尔比为1:0.3-0.5:0.01-0.1的比例配制成溶液，以碳酸钾和/或碳酸氢钾为沉淀剂，以氯酸钾为氧化剂，沉淀而制成活性组分，然后加入N,N-二乙基乙胺，在反应釜中、180℃-220℃下进行晶化，晶化后，进行压滤，获得含水量在70wt％-80wt％之间的沉淀，然后添加粘结剂和造孔剂，搅拌均匀，进入到挤条机中挤出，成型为圆柱状颗粒，于80℃-100℃烘干，然后装入马弗炉内，于450℃-550℃下焙烧而成。此方案所述催化剂的制备工艺复杂，且催化剂的制备过程需加入硝酸银，增加了催化剂的制作成本。

CN101402047A公开了一种臭氧分解催化剂及其制备方法，该催化剂以活性炭颗粒或活性炭纤维作为载体，以锰、镍、银、铈作为催化剂的活性组分，制备方法包括：A.将硝酸锰溶液、硝酸镍溶液、硝酸银的溶液和硝酸铈溶液以相同体积混合制成活性组分溶液；B.选用活性炭颗粒或活性炭纤维作为催化剂载体，浸入上述配成的活性组分溶液，取出洗涤、干燥；C.取出浸入碳酸钠溶液；D.取出洗涤、干燥，烘烧，制得催化剂成品。此方案所述催化剂适用于臭氧浓度在200ppm的条件下，且催化剂的制备过程复杂，工业化应用成本高。

CN101757933A公开了一种臭氧分解催化剂及其制备方法，所述催化剂包括作为催化剂载体和催化剂助活性组分的金属泡沫镍；作为主活性组分通过浸渍方式覆在所述泡沫镍表面的锰或铁氧化物。本发明所述催化剂的制备方法，包括步骤：A、配制硝酸锰或硝酸锰铁构成的活性组分溶液；B、将作为载体的泡沫镍浸渍所述活性组分溶液；C、将浸渍后的载体烘干，并在一定温度下烘烧。此方案得到的催化剂适用的臭氧浓度为20-50ppm，并未给出适用于高浓度臭氧分解，尤其是高湿条件下高浓度臭氧分解的催化剂的制备方案。

上述文献虽然提供了臭氧分解的催化剂及催化剂的制备方法，但仍然存在着催化剂无法适用于高浓度及高湿度条件下臭氧的催化分解，催化剂制备过程复杂，成本高的问题；因此开发一种适用于高湿度条件下，分解高浓度臭氧的催化剂具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镍基臭氧分解催化剂及其制备方法和用途；所述催化剂以具有异质结的结构的Ni/NiO作为活性组分，所述催化剂对臭氧具有优良的催化分解活性；在室温25℃，臭氧浓度为1000ppm，空速为240000ml g^-1h^-1的条件下，对臭氧分解效率≥90％，在湿度为80-90％的条件下反应数小时对臭氧的转化率仍保持在82％-99％，表现出优异的抗湿性；且所述催化剂的制备方法简单，制备条件温和，易于大规模生产。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：