[发明专利]一种负载型银锰催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种负载型银锰催化剂及其制备方法和应用，所述负载型银锰催化剂包括多孔正方体型的α‑Mn₂O₃及负载在其上的Ag单质，所述Ag单质的质量含量为1～4％，可长时间高效分解臭氧，能处理各种含有臭氧的气体，有望用于建筑物外表面或机动车散热器等来解决大气中的臭氧污染问题，并可应用于高空飞行器解决臭氧污染问题。

技术领域

本发明属于催化剂领域，具体涉及一种负载型银锰催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

臭氧是一种强氧化剂，当进入室内环境的臭氧浓度过高时，需要进行净化处理。净化臭氧通常采用分解的方法。其中，又以催化分解法用得最为广泛。国内外臭氧分解的方法有活性炭法、热分解法、电磁波辐射分解法、药液吸收法和催化分解法。

活性炭法常用于工业生产中。该方法虽然简单方便，但是使用时间一长，活性炭容易失去活性，需要经常更换或再生，并且只适用于低浓度臭氧；此外，这种方法受湿度、气流、压力和浓度等因素的影响较大。有相当的局限性.而且在高浓度时易爆炸；对于高浓度臭氧的分解，为了得到高的分解率，需在燃烧中将气体加热至400℃，通过热分解或燃烧发生氧化还原反应，除去臭氧。该方法的缺点在于费用高，使用能耗大；采用紫外线或1200～1300nm的近红外线照射臭氧，在光的激发下.臭氧转化为基态O₂；药液吸收法为用硫代硫酸铀或亚硫酸铀等吸收，但这样的方法存在废液处理的问题；催化分解臭氧可以较好地弥补以上方法的不足，并能满足高的分解率、长期稳定、安全、经济等要求，是较为理想的方法。

CN109908934A公开了一种用于臭氧催化氧化反应的催化剂及其制备方法，所述催化剂包括复合载体和活性金属组分，以贵金属为活性金属组分，复合载体包括活性炭和碱式碳酸盐。所述制备方法为将活性炭与可溶性有机盐溶液混合，混合均匀后向得到物料A中引入碳酸盐溶液或者碱性溶液，得到物料B经固液分离、干燥、焙烧后得到物料C；物料C与水混合后通入二氧化碳气体进行反应，冷却后固液分离，将分离得到的固相进行干燥、焙烧得到复合载体材料，最后浸渍活性金属和任选的助剂组分，经干燥、焙烧得到催化剂。所述催化剂制备工艺简单，稳定性好，不仅COD脱除能力高，且可以缓解金属流失的问题，但是，该催化剂所用贵金属价格昂贵，不利于实际应用。

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70～80wt％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。本发明的臭氧分解催化剂在常温下能彻底净化几千ppm的臭氧且能抵抗臭氧浓度剧烈波动、抗水蒸气性能优良、使用寿命长，但该制备方法复杂，成本较高，催化剂难以可控合成。

以上方案均存在有成本高、操作困难且可控性低等问题，因此开发一种催化剂结构可控，以提高臭氧分解效率，同时制备过程简单，成本低的臭氧分解催化剂是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种负载型银锰催化剂及其制备方法和应用，所述负载型银锰催化剂包括多孔正方体型的α-Mn₂O₃及负载在其上的Ag单质，所述Ag单质的质量含量为1～4％，可长时间高效分解臭氧，能处理各种含有臭氧的气体，有望用于建筑物外表面或机动车散热器等来解决大气中的臭氧污染问题，并可应用于高空飞行器解决臭氧污染问题。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：