[发明专利]一种用于分解臭氧的催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于分解臭氧的催化剂及其制备方法，所述催化剂为银‑纳米氧化铝催化剂；所述银为活性组分；所述纳米氧化铝为载体。所述制备方法包括：向纳米氧化铝的分散液中加入硝酸银溶液并搅拌，之后依次进行旋蒸处理、第一热处理、第二热处理和第三热处理，得到所述催化剂。本发明中，催化剂以纳米氧化铝为载体，采用特定的活性组分银，利用纳米氧化铝表面有丰富的端羟基，而端羟基是Ag的锚定位点，可以使负载的Ag形成高分散的银颗粒。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，具体涉及一种用于臭氧分解的催化剂及其制备方法。

背景技术

臭氧有很强的氧化能力，会严重地刺激鼻腔，喉，引起胸腔收缩，高浓度的臭氧会引起心血管和呼吸系统障碍，极大地增加死亡率。此外，臭氧还会减弱植物的光合作用，甚至杀死细胞，使植物叶片坏死、脱落，从而减缓植物生长，造成各种农作物减产，影响整个国家的经济效益。有研究表明，只要有一定量的臭氧存在于环境中，即使浓度低于权威机构认定的有害浓度，这也并不表明对人体就完全无害，因为只要空气中存在臭氧就会生成各种化学物质的氧化产物，这些产物的危害比臭氧本身更为严重。因此，必须尽可能地降低臭氧在人类生存环境中的浓度。

臭氧的排放可以通过稀释法，溶液吸收法，热分解法，电磁波辐射法，活性炭法，预臭氧化法和催化分解法等方法进行控制，其中应用较多的方法有溶液吸收法，热分解法，活性炭法和催化分解法。

如CN110433820A公开了一种气体中臭氧分解用催化剂及其制备方法，包括以下步骤：S1：纤维状多孔导电炭黑的制备，得纤维状多孔导电炭黑；S2：臭氧分解用催化剂的制备，取电解液，采用电化学沉积法将电解液沉积到上述所得的纤维状多孔导电炭黑中，电化学沉积时，温度为85-95℃，电压为2-5V，通电时间为1-3h；取出，固化，固化温度为300-350℃，固化时间为30-60min，截断，得臭氧分解用催化剂。臭氧分解用催化剂以纤维状多孔导电炭黑为载体，锰铈铁镍为主要活性组分，活性组分均匀覆盖于载体的孔隙中，催化效率高，活性大，热稳定性好，寿命长，粉尘脱落少，制备工艺简单，成本低，使用安全，无隐患。

CN102481567A公开了一种臭氧气体还原催化剂载体的制造方法及催化剂载体，该臭氧气体还原催化剂载体，将由1张金属丝网形成的材料烧结而成的多孔体作为催化剂载体的基材、或将层叠有多张金属丝网的材料烧结而成的多孔体作为催化剂载体的基材，在该基材的表面形成氧化铝薄层，其中，在所述氧化铝薄层分散负载有铂族金属或其氧化物的催化物质。

然而现有技术中的催化剂对分解臭氧仍存在臭氧分解效率低，分解时间长，臭氧转化率低等问题。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种分解臭氧的催化剂及其制备方法，该催化剂具有高温下催化臭氧分解的性能，同时可在短时间内实现对臭氧的分解，进一步地，制备方法简单，实验材料廉价，有望涂覆在墙体上或者装在高空飞行器上来解决臭氧对大气环境造成污染的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种用于分解臭氧的催化剂，所述催化剂为银-纳米氧化铝催化剂；

所述银为活性组分；

所述纳米氧化铝为载体。

本发明中，催化剂以纳米氧化铝为载体，采用特定的活性组分银，利用纳米氧化铝表面有丰富的端羟基，而端羟基是Ag的锚定位点，可以使负载的Ag形成高分散的银颗粒。

作为本发明优选的技术方案，所述银的含量以质量百含量计≥4％，例如可以是4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中，活性组分银含量的控制通过控制硝酸银溶液的添加量和硝酸银溶液的浓度来实现。