[发明专利]臭氧去除和分离催化剂及其制备方法

说明书

本发明是关于一种臭氧去除和分离催化剂，特别地，该催化剂能从含臭氧的空气中去除和分离掉臭氧，以及该催化剂的制备方法和应用，国际专利分类号为B01J23/84。

在现有技术中，从含臭氧的气体中，例如空气中去除臭氧的方法很多，包括（1）用光或热分离臭氧的方法，（2）使用化学溶液，例如硫酸钠碱溶液的方法;（3）使用分离催化剂，例如，活性炭，活性炭和硅胶的混合物以及常用的沸石和金属氧化物，在上述方法中（4）是最常用的，但使用活性炭易于产生的一个问题是，碳和臭氧反应产生一氧化碳和二氧化碳。

也可以使用金属氧化物作为分离催化剂，能使臭氧分解的金属很多，一些贵金属和二价金属属于此类之中，如铂、铑、钯、钴、锂、铜、锰、铝、铁等。在英国专利GB2，037，605，GB-2，056，424，GB2，089，671，GB2，142，324，和美国专利US-4，174，549，US-4，262，863，US-4，459，269中介绍了使用金属氧化物作为分离催化剂来去除臭氧的实例，上述文献在此通过参考引入。它们均有一个共同特点就是以金属或金属氧化物作成糊状物干洁而成，或用氧化铝作载体而成，为提高分解臭氧能力，加入了贵重金属或金属氧化物，它们存在的一个共同问题就是成本太高，而且制作复杂。

本发明的目的之一是克服上述现有技术存在的缺陷，提出一种新的臭氧分离和去除剂，其能有效地去除在气体中的臭氧。

本发明的目的之二是提出一种臭氧分离和去除催化剂的制备方法，使用它能迅速和经济地制备催化剂。

本发明的其它目的和优点将通过下列描述来进一步地阐述。

根据本发明，本发明的去除和分离臭氧的催化剂其特征在于含有氧化锰和/或氧化铜，并使用多孔陶瓷作载体，具有1-100m²/g的比表面，200-800孔/英寸²的孔隙度，及其在其孔径分布中，孔径均匀地分布在0.5-10μm的范围内。

进一步地，该催化剂中氧化铜的含量为0.1-10wt%，二氧化锰的含量为0.1-10wt%，最好是氧化铜的含量为0.5-8wt%，二氧化锰的含量为0.4-7wt%。载体可以是直通式或发泡陶瓷，也可以采用多孔纤维，如化纤，玻璃纤维或海绵。

更进一步地，本发明的催化剂，最好具有1-50m²/g的比表面，300-700孔/英寸²的孔隙度，及其在孔径分布中，孔径均匀地分布在1-10μm的范围内。

本发明的去除和分离臭氧的催化剂是按如下方法制备的。

首先将载体（陶瓷等）浸入浓度为50-75wt%的市售分析纯酸锰和/或硝酸铜溶液中，浸泡时间不限，可浸后即出，可长达十多个小时，然后取出，在温度为100-250℃范围内烘烤，烘烤时间为3-10小时，最好是3-8小时。这时载体表面及微孔内布满二氧化锰和/或氧化铜作催化剂以分解臭氧，其形状按需要可作成片状，圆形、球形、圆柱体等各种形状，其厚度由臭氧浓度高低而定，一般为1mm-10cm，为延长催化剂寿命，可以用海绵过滤灰尘。催化剂的再生可用乙醇浸洗后，烘干即可复新，重新使用。

本发明的催化剂亦可以用常规的现有技术所描述的方法来制备，譬如用前序引用的现有技术中的方法来制备，仅加料等不同而已。典型地，可参考日本专利87-32，354和87-150，112，在这时，介绍了常用的离心流动涂覆法，压片法，挤出法，Marmeizer成型法，滚压制粒法，制丸法。本发明亦可用多孔纤维携载二氧化锰和/或氧化铜粉末的方法来制备成催化剂。

下列实施例将更详细地说明本发明，虽然本发明并不限于这些，本专业普通专业技术人员依此可以作出许多变化，但均应理解在本发明的范畴之内。

例一

将孔隙率为300孔/英寸²，孔径分布为1-10μm的陶瓷浸入市售的分析纯浓度为50或75wt%的硝酸锰和硝酸铜溶液中，浸后即取出，在温度为200℃的烘箱内烘烤4小时，取出，这时陶瓷表面及微孔内密布二氧化锰和氧化铜，经测定，二者含量分别为8wt%和6wt%，将其制成厚5mm的圆片，臭氧去除率为95%。

例二

将孔隙率为400孔/英寸²，孔径分布为2-8μm，比表面15m²/g为的多孔陶瓷浸入市售的分析纯浓度为50或75wt%的硝酸锰和硝酸铜溶液中，后即取出，在温度为210℃烘箱内烘烤5小时，取出，经测定，含量为10wt%，将其制成球形，臭氧去除率为90%。

例三