[发明专利]一种用于臭氧分解的催化剂及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种用于臭氧分解的催化剂，其特征在于，所述催化剂为镍铁水滑石结构，其中，Ni元素和Fe元素的摩尔比为(2.5-3.5):1。

2.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂中Ni元素与Fe元素的摩尔比为(2.8-3.2):1。

3.如权利要求1或2所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂通过共沉淀法制备得到。

4.如权利要求1-3任一项所述的用于臭氧分解的催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)配制含镍前驱体和铁前驱体的水溶液；

(2)配制含碱金属氢氧化物和碱金属碳酸盐的水溶液；

(3)将步骤(1)和步骤(2)中的水溶液混合，加热搅拌，得到所述催化剂。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述镍前驱体包括硝酸镍、氯化镍或硫酸镍中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(1)所述铁前驱体包括硝酸铁、氯化铁或硫酸铁中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(1)所述含镍前驱体和铁前驱体的水溶液中金属离子的浓度为0.8-1.2mol/L。

6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述碱金属氢氧化物包括氢氧化钠和/或氢氧化钾；

优选地，步骤(2)所述碱金属碳酸盐包括碳酸钠和/或碳酸钾；

优选地，步骤(2)所述水溶液中碱金属氢氧化物的浓度为1.5-1.7mol/L；

优选地，步骤(2)所述水溶液中碱金属碳酸盐的浓度为0.4-0.6mol/L。

7.如权利要求4-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中将步骤(1)和步骤(2)中的水溶液混合的方法包括将步骤(1)中的水溶液和步骤(2)中的水溶液同时加入70-90℃的热水中，搅拌混合，得到混合溶液；

优选地，步骤(1)中的水溶液和步骤(2)中的水溶液同时加入热水中的速率各自独立的为1-3mL/min；

优选地，所述混合溶液的pH为10-10.5。

8.如权利要求4-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中加热搅拌的温度为70-90℃；

优选地，步骤(3)中所述加热搅拌在水浴中进行；

优选地，步骤(3)中所述加热搅拌的时间为1-7h，优选为3-5h；

优选地，步骤(3)所述加热搅拌后还包括固液分离、洗涤、干燥；

优选地，所述固液分离的方法包括抽滤；

优选地，所述洗涤的洗涤剂为水；

优选地，所述洗涤的终点至洗涤液为中性；

优选地，所述干燥的温度为70-100℃；

优选地，所述干燥的时间为12-24h。

9.如权利要求4-8任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(a)按照摩尔比将硝酸镍和硝酸铁溶解在水中，得到金属离子浓度为0.8-1.2mol/L的水溶液；

(b)将氢氧化钠和碳酸钠溶于水中，得到含氢氧化钠和碳酸钠的水溶液，所述水溶液中氢氧化钠的浓度为1.5-1.7mol/L，碳酸钠的浓度为0.4-0.6mol/L；

(c)在搅拌的条件下，将步骤(a)中的水溶液和步骤(b)中的水溶液各自独立的以1-3mL/min的速率滴加到70-90℃的热水中，控制混合溶液的pH为10-10.5，待滴加完成后，将其置于70-90℃的恒温水浴中，继续搅拌1-7h，之后固液分离，洗涤至中性，70-100℃下干燥12-24h，得到所述催化剂。

10.如权利要求1-3任一项所述的用于臭氧分解的催化剂的用途，其特征在于，所述催化剂用于常温下空气中臭氧的催化分解；

优选地，所述催化剂用于建筑物外表面和机动车散热器中去除大气环境中臭氧；

优选地，所述催化剂用于室内和高空飞行器中去除密闭空间臭氧；

优选地，所述催化剂用于水处理尾气臭氧的去除。