[发明专利]一种耐湿臭氧分解催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐湿臭氧分解催化剂及其制备方法，所述催化剂以贵金属、氧化锰为活性组分，以γ‑Al₂O₃为载体，以氧化铈为助剂。制备过程：(1)将铈盐溶解于水中，等体积浸渍到γ‑Al₂O₃上，焙烧，得到CeO₂‑Al₂O₃；(2)将含锰前驱体溶解在水中，等体积浸渍到CeO₂‑Al₂O₃上，焙烧得到MnO₂/CeO₂‑Al₂O₃；(3)将贵金属可溶性盐溶液与MnO₂/CeO₂‑Al₂O₃进行混合，超声浸渍，干燥，焙烧，得到耐湿臭氧分解催化剂。本发明的催化剂具有良好的稳定性和高的比表面积，催化剂在高湿度的情况下保持优异的催化活性，臭氧分解效率高。

技术领域

本发明属于催化剂技术及其空气净化领域，特别涉及一种耐湿臭氧分解催化剂及其制备方法。

背景技术

臭氧由于其强氧化性，广泛被应用于水和空气的脱臭、杀菌、以及废水的脱色、氰基有机物的分解等，在使用臭氧过程中易出现残留现象，直接危险人体健康，在日常生活中，打印机工作场所、机舱及高压放电区域，伴随高压放电而产生臭氧，这些臭氧一方面污染环境，另一方面当臭氧浓度超过0.06mg/m³时就可能对人体产生一定的危害。因此，对多余的臭氧进行处理，将其分解为无害物质是非常必要的。

分解臭氧的方法主要有热分解法、电磁波辐射法、药液吸收法和催化分解法等，其中催化分解法能降低反应活化能实现臭氧的快速分解，具有高的分解效率能满足安全和经济等要求，是较为理想的方法，更重要的是采用催化剂对臭氧进行裂解，对环境无二次污染，节能环保安全高效，从而采用催化法裂解净化臭氧越来越引起大家的关注。

目前，催化分解法用的催化剂主要集中在为含过渡金属催化剂(如含锰催化剂)和贵金属催化剂。其中，含锰或者其他过渡金属氧化物，由于其对臭氧的分解活性受水分子的影响严重，水分子在催化剂表面活性位点与臭氧的竞争性吸附，使催化剂在水蒸气存在的情况下或者空气湿度较高的情况下，催化剂活性被抑制，对臭氧裂解转化率显著下降。中国专利CN107519861A公开了一种铈锰复合氧化物催化剂、其制备方法，催化剂的组成为：CeMn_aO_x，Mn的化合价态主要为+4价，且a的值选自10～25之间的自然数。该催化剂的制备方法包括：(1)将过硫酸铵与含有铈源和二价锰源的溶液混合，完全溶解后得到反应溶液；(2)将反应溶液进行水热反应，反应产物经后处理，得到固体产物；(3)将固体产物焙烧，得到所述铈锰复合氧化物催化剂。中国专利CN109289863A提出了一种高效耐水的铜掺杂锰基催化剂的制备，催化剂以锰、铜作为活性组分，其制备过程为将一定量的高锰酸钾和醋酸锰分别溶于去离子水中，混合，搅拌均匀，将硝酸铜固体加入上述溶液中，超声搅拌均匀，再将溶液转移到水热反应釜中，在140℃反应2h，冷却，离心洗涤和酸处理干燥后得到最终材料。上述两种方法制备催化剂均需要水热条件，能耗高，工艺复杂，且得到的催化剂用于催化臭氧分解时的温度条件比较严格，具有很大的局限性。

现有技术中制备的催化剂很难实现在高湿度条件下催化剂具有很好的稳定性，催化剂的活性降低，臭氧分解效率降低。因此，针对催化剂在高湿度等恶劣环境下的应用，需要开发在高湿度下具有高效、耐湿臭氧分解催化剂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中在湿度较高情况下催化剂活性被抑制，对臭氧裂解转化率显著下降的问题，提供了一种耐湿臭氧分解催化剂及其制备方法，该催化剂制备了氧化铈-氧化铝复合氧化物，负载贵金属、氧化锰作为活性组分，该催化剂具有优异的稳定性和高的比表面积，催化剂在高湿度的情况下保持优异的催化活性，臭氧分解效率高。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：