專利名稱：臭氧分解催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及臭氧分解催化劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其指臭氧分解催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
臭氧是強氧化劑，也是廣譜殺菌消毒劑，被廣泛應(yīng)用于水處理、醫(yī)療衛(wèi)生、食品保 鮮等行業(yè)領(lǐng)域。臭氧較長的半衰期導(dǎo)致其利用率較低，在實際使用過程當(dāng)中，容易形成高濃 度殘留臭氧，如果直接排入大氣，會造成環(huán)境污染。另外在人們的生活空間內(nèi)，也會產(chǎn)生一 定量的臭氧，比如復(fù)印機工作時、高壓放電時等。工作區(qū)的臭氧濃度超過0. 06mg/m3的臭氧 會危害人們的身體健康。為此，對于排放的臭氧，需要進行無害轉(zhuǎn)化處理。
現(xiàn)有的臭氧分解催化劑，多數(shù)以蜂窩陶瓷或者活性炭為基材，其中以活性炭為載 體的臭氧分解催化劑，催化劑本身有效使用率低，對催化劑表面通過的臭氧氣體分解效率 低。 同時設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在應(yīng)用上不夠簡便快捷。而其他載體的催化劑制備工藝相對 復(fù)雜，尤其是使用貴金屬，其生產(chǎn)成本高，不利于行業(yè)推廣。還有一部分催化劑，對使用環(huán)境 有一定的要求，這在實際應(yīng)用當(dāng)中，會增加一定幅度的成本，甚至造成使用困難，很難得到 廣泛推廣。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種臭氧分解催化劑，以使制備材料成本
低，還提供了所述臭氧分解催化劑的制備方法，以使制備工藝簡便。
本發(fā)明提供的臭氧分解催化劑，包括 作為催化劑載體和催化劑助活性組分的金屬泡沫鎳； 作為主活性組分通過浸漬方式覆在所述泡沫鎳表面的錳或鐵氧化物。 其中，所述金屬鎳泡沫占總質(zhì)量百分比為90%以上。 其中，所述泡沫鎳為包含70、80、100、120目孔的泡沫鎳。
本發(fā)明提供的一種臭氧分解催化劑的制備方法，包括步驟 A、配制硝酸錳或硝酸錳鐵構(gòu)成的活性組分溶液； B、將作為載體的泡沫鎳浸漬所述活性組分溶液； C、將浸漬后的載體烘干，并在一定溫度下烘燒。 其中，步驟A、 B之間還包括將泡沫鎳進行清潔并烘干。 其中，所述清潔包括分別用0. 1摩爾濃度的氫氧化鉀、0. 1摩爾濃度的鹽酸清洗 和蒸餾水沖洗。 其中，步驟A所述溶液為質(zhì)量分數(shù)為5% 10%的硝酸鐵溶液，或質(zhì)量分數(shù)為 10 % 20%的硝酸錳溶液。 其中，步驟B所述浸漬為浸漬10 30分鐘。 其中，步驟C所述一定溫度烘燒為于30(TC條件下烘燒1 2小時。
由上可以看出，本發(fā)明提供的催化劑材料成本低、且制備工藝簡便。 本發(fā)明主活性組分為錳或鐵氧化物，泡沫鎳載體同時作為一種催化劑助活性組分
存在，所制備的催化劑分解速率高且性能穩(wěn)定，且由于對于室溫環(huán)境下的使用無特殊條件
限制，具體來說，其在催化劑垂直透過風(fēng)速< 1. 5m/s的情況下，催化劑分解效率達95 %以
上；臭氧濃度20 50ppm條件下連續(xù)使用500小時，分解效率未見明顯降低。 并且，由于對于室溫環(huán)境下的使用無特殊條件限制，其使用非常方便。


圖1為臭氧分解催化劑示意圖；
圖2為臭氧分解催化劑制備流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供了一種如圖1示出的臭氧分解催化劑，臭氧分解催化劑以整體的不規(guī) 則孔隙的金屬泡沫鎳為載體，同時泡沫鎳載體作為一種催化劑助活性組分存在，泡沫鎳載 體進行浸漬的方式附上錳氧化物或鐵氧化物的主活性組分。該催化劑材料成本低、同時使 用方便、分解速率高且性能穩(wěn)定。 相應(yīng)的提供了上述臭氧分解催化劑的制備方法，下面參見圖2示出的臭氧分解催 化劑制備流程圖，對該制備方法進行詳細說明，包括以下步驟
步驟210、配制活性組分溶液 以硝酸鐵一Fe (N03) 3作為活性組分，配置質(zhì)量分數(shù)為5% 10%的Fe (N03) 3溶液； 或者以硝酸錳一Mn (N03) 2作為活性組分，配置質(zhì)量分數(shù)為10% 20%的Mn (N03) 2溶液。
步驟220、將作為載體的泡沫鎳清潔、烘干處理 將包含不規(guī)則孔隙的泡沫鎳，例如采用包含70目、80目、100目或120目(所述目 數(shù)采用美制標(biāo)準(zhǔn)，所選目數(shù)兼顧大的催化劑搭載量和小的風(fēng)阻兩個因素)的泡沫鎳，分別 用0. 1M KOH和0. 1M HC1清洗(M為摩爾濃度，即mol/L)，蒸餾水沖洗，120。C烘干。這里的 目數(shù)即是每平方英寸上的孔數(shù)目，上述70、80、 100、 120目分別約為210、 180、 150、 125微米 孔徑。其中泡沫鎳載體取量要使制成的最終成品中占總質(zhì)量的90%以上。
步驟230、清洗烘干后的載體浸漬于活性組分溶液中、烘干處理
將清潔處理后的泡沫鎳浸入上述活性組分溶液的其中一種，浸漬10 30分鐘，取 出后置于烘箱中于8(TC IO(TC烘干。
步驟240 、烘燒、冷卻處理 將上述浸漬烘干處理后的催化劑載體，于30(TC條件下烘燒1 2小時，爐中自然 冷卻，制得催化劑成品。 由上可見，本催化劑材料成本低、制備工藝簡便。并且，經(jīng)實驗測試，上述步驟所 制備的催化劑成品，在催化劑垂直透過風(fēng)速< 1.5m/s的情況下，催化劑分解效率達95X以 上；臭氧濃度20 50ppm條件下連續(xù)使用500小時，分解效率仍在90%以上?？梢姡浞?解速率高且性能穩(wěn)定，且由于對于室溫環(huán)境下的使用無特殊條件限制，使用非常方便。
下面再以具體實施例說明本發(fā)明臭氧分解催化劑的制備方法
實施例1 :
配制質(zhì)量分數(shù)為5%的Fe(N03)3活性組分溶液。將清潔烘干處理后的泡沫鎳浸入 活性組分溶液，浸漬10 30分鐘，取出后烘箱8(TC IO(TC烘干。將烘干的催化劑載體于 30(TC條件下烘燒2小時，爐中自然冷卻。重復(fù)浸漬及烘干、烘燒操作1 2次，調(diào)節(jié)催化劑 活性組分搭載量。制得的臭氧分解催化劑中鐵氧化物質(zhì)量百分比約1 2%。
實施例2 : 配制質(zhì)量分數(shù)為10X的Fe(N0》3溶液。將清潔處理后的泡沫鎳浸入活性組分溶 液，浸漬10 30分鐘，取出后烘箱80°C IO(TC烘干。將烘干的催化劑載體于30(TC條件 下烘燒2小時，爐中自然冷卻。重復(fù)浸漬及烘干、烘燒操作1 2次，調(diào)節(jié)催化劑活性組分 搭載量。制得的臭氧分解催化劑中鐵氧化物質(zhì)量百分比約2 5%。
實施例3: 配制質(zhì)量分數(shù)為10 %的Mn (N03) 2溶液。將清潔處理后的泡沫鎳浸入活性組分溶 液，浸漬10 30分鐘，取出后烘箱8(TC IO(TC烘干。將烘干的催化劑載體于30(TC條件 下烘燒2小時，爐中自然冷卻。重復(fù)浸漬及烘干、烘燒操作1 2次，調(diào)節(jié)催化劑活性組分 搭載量。制得的臭氧分解催化劑中錳氧化物質(zhì)量百分比約2 4%。
實施例4 : 配制質(zhì)量分數(shù)為20 %的Mn (N03) 2溶液。將清潔處理后的泡沫鎳浸入活性組分溶 液，浸漬10 30分鐘，取出后烘箱80°C IO(TC烘干。將烘干的催化劑載體于30(TC條件 下烘燒2小時，爐中自然冷卻。重復(fù)浸漬及烘干、烘燒操作1 2次，調(diào)節(jié)催化劑活性組分 搭載量。制得的臭氧分解催化劑中錳氧化物質(zhì)量百分比約3 8%。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種臭氧分解催化劑，其特征在于，包括作為催化劑載體和催化劑助活性組分的金屬泡沫鎳；作為主活性組分通過浸漬方式覆在所述泡沫鎳表面的錳或鐵氧化物。
2. 如權(quán)利要求1所述的臭氧分解催化劑，其特征在于，所述金屬鎳泡沫占總質(zhì)量百分 比為90%以上。
3. 如權(quán)利要求1所述的臭氧分解催化劑，其特征在于，所述泡沫鎳為包含70、80、100、 120目孔的泡沫鎳。
4. 一種臭氧分解催化劑的制備方法，其特征在于，包括步驟A、 配制硝酸錳或硝酸錳鐵構(gòu)成的活性組分溶液；B、 將作為載體的泡沫鎳浸漬所述活性組分溶液；C、 將浸漬后的載體烘干，并在一定溫度下烘燒。
5. 如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟A、B之間還包括將泡沫鎳進行清 潔并烘干。
6. 如權(quán)利要求5所述的制備方法，所述清潔包括分別用0. 1摩爾濃度的氫氧化鉀、 0. 1摩爾濃度的鹽酸清洗和蒸餾水沖洗。
7. 如權(quán)利要求4所述的制備方法，步驟A所述溶液為質(zhì)量分數(shù)為5% 10%的硝酸鐵溶液，或質(zhì)量分數(shù)為10% 20%的硝酸錳溶液。
8. 如權(quán)利要求4所述的制備方法，步驟B所述浸漬為浸漬10 30分鐘。
9. 如權(quán)利要求4所述的制備方法，步驟C所述一定溫度烘燒為于30(TC條件下烘燒1 2小時。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種臭氧分解催化劑，包括作為催化劑載體和催化劑助活性組分的金屬泡沫鎳；作為主活性組分通過浸漬方式覆在所述泡沫鎳表面的錳或鐵氧化物?？梢?，本發(fā)明制備材料成本低。本發(fā)明提供了一種臭氧分解催化劑的制備方法，包括步驟A、配制硝酸錳或硝酸錳鐵構(gòu)成的活性組分溶液；B、將作為載體的泡沫鎳浸漬所述活性組分溶液；C、將浸漬后的載體烘干，并在一定溫度下烘燒。可見，制備工藝簡便。
文檔編號B01D53/66GK101757933SQ20101010442
公開日2010年6月30日 申請日期2010年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
發(fā)明者劉東方, 周長龍, 趙付才 申請人:北京亞都空氣污染治理技術(shù)有限公司