一种臭氧氧化氨气催化剂、制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种臭氧氧化氨气催化剂、制备方法及其应用，属于环保化工技术领域；所述催化剂由载体、活性组分和辅助组分组成；所述载体为分子筛或活性碳；所述活性组分为氧化铜和/或氧化锰；所述辅助组分为氧化铁和氧化钛；所述催化剂的制备方法如下：将活性组分的盐和铁盐加入水中，搅拌溶解，得到金属盐溶液，向所述溶液中加入载体和二氧化钛，继续搅拌，再向所述溶液中滴加沉淀剂使活性组分的盐和铁盐共沉淀，当金属盐溶液的pH达到7.5～8.3时，停止滴加沉淀剂，得到的沉淀用水洗涤，过滤，烘干，成型，然后在300℃～450℃下焙烧3h～6h，得到所述催化剂；将所述催化剂与臭氧结合使用，可以应用到氨气净化中。可以应用到氨气净化中。

【技术实现步骤摘要】
一种臭氧氧化氨气催化剂、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及一种臭氧氧化氨气催化剂、制备方法及其应用，所述催化剂能够在室温下结合臭氧，脱除环境中的氨气，属于环保化工


技术介绍

[0002]随着社会工业化的迅猛发展和人类活动的日益频繁，环境污染问题日益严峻。生活垃圾分解和室内装修等，造成室内氨气、苯含量超标，严重威胁人体健康，对各类无机污染物和有机污染物的有效降解和处理是目前亟待解决的问题。
[0003]氨气是一种具有刺激气味的无色气体，被吸入肺后容易通过肺泡进入血液，与血红蛋白结合，破坏运氧功能。长时间接触低浓度的氨气可造成慢性鼻炎、咽炎、喉痛、声音嘶哑等症状。短期内吸入大量氨气后可出现流泪、咽痛、胸闷、呼吸困难、头晕、头痛、恶心等，严重者可发生肺水肿、成人呼吸窘迫综合征，若氨气浓度过高甚至还会影响神经系统，造成心脏停搏。
[0004]目前氨气脱除常用的方法有吸收法、吸附法、燃烧法、光催化法等。吸收法是利用酸性药剂与氨气发生化学反应，需要消耗大量化学药剂；吸附法是利用活性炭等吸附剂对氨气进行吸附，但是吸附量小，更换频繁，维护费用高；燃烧法主要用于工业中，适合于高温、高浓度有机废气，不适合室温下去除氨气；光催化法脱除氨气，需要光源且光利用率低，且对氨气的脱除率不高。在室温下如何更好的脱除氨气，是目前需要解决的一个技术问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种臭氧氧化氨气催化剂、制备方法及其应用，所述催化剂对氨气的脱除效果好、稳定性好，适用于室温下脱除氨气。
[0006]为实现本专利技术的目的，提供以下技术方案。
[0007]一种臭氧氧化氨气催化剂，所述催化剂由载体、活性组分和辅助组分组成；
[0008]所述载体为分子筛或活性碳；所述活性组分为氧化铜和/或氧化锰；所述辅助组分为氧化铁和氧化钛；以所述催化剂的总质量为100％计，活性组分4％～18％，辅助组分1.2％～16％，其余为载体。
[0009]优选，所述活性组分为氧化铜和氧化锰。
[0010]优选，以所述催化剂的总质量为100％计，各组分的质量分数为：氧化铜：3.0％～8.0％，氧化锰：3.0％～10.0％，氧化铁：1.0％～4.0％，氧化钛：5.0％～12.0％，余量为分子筛。
[0011]更优选，以所述催化剂的总质量为100％计，各组分的质量百分数为：氧化铜：4～5％，氧化锰：4％～6％，氧化铁：2.0％～3.0％，氧化钛：8.0％～10.0％，余量为分子筛。
[0012]一种本专利技术所述臭氧氧化氨气催化剂的制备方法，所述方法步骤如下：
[0013]将活性组分的盐和铁盐加入水中，搅拌溶解，得到金属盐溶液，向所述溶液中加入载体和二氧化钛，继续搅拌，再向所述溶液中滴加沉淀剂使活性组分的盐和铁盐共沉淀，当
金属盐溶液的pH达到7.5～8.3时，停止滴加沉淀剂，得到的沉淀用水洗涤，过滤，烘干，成型，然后在300℃～450℃下焙烧3h～6h，得到本专利技术所述的氨气催化剂。
[0014]所述活性组分的盐为铜盐和锰盐中的一种以上，所述铜盐为氯化铜或硝酸铜，所述锰盐为硝酸锰或醋酸锰。
[0015]所述铁盐为氯化铁或硝酸铁。
[0016]所述沉淀剂为质量分数为1％～5％的碳酸铵溶液或碳酸氢钠溶液。
[0017]所述水为去离子水纯度以上的水。
[0018]优选，将载体与二氧化钛球磨混合后，在450℃～550℃下焙烧5h，再加入到所述金属盐溶液中。
[0019]优选，载体与二氧化钛的球磨时间为1h～2h。
[0020]优选，当金属盐溶液的pH达到7.5～8.3时，停止滴加沉淀剂，搅拌4h～6h，在室温下静置24h，得到的沉淀再用水洗涤。
[0021]优选，在90℃～120℃下烘干4h～6h。
[0022]一种本专利技术所述臭氧氧化氨气催化剂的应用，所述应用为，将所述催化剂与臭氧结合使用，应用到氨气净化中。
[0023]优选，1m3所述催化剂1h处理0～500L的氨气，且氨气与臭氧的物质的量之比为1:(1.8～2.2)。
[0024]有益效果
[0025](1)本专利技术提供的一种臭氧氧化氨气催化剂，所述催化剂可以结合臭氧使用，用于氨气的脱除，对氨气的脱除率可达到84％以上，脱除效果好；另外由于催化剂中的载体疏水性好，环境中的湿度对催化剂的催化性能影响小，所以本专利技术所述催化剂的稳定性好，适用于室温下脱除氨气。
[0026](2)本专利技术提供的一种臭氧氧化氨气催化剂，所述催化剂活性组分对氨气的去除具有活性高的优点，并且氨气在催化剂和臭氧的作用下，氨气会转化为氮气，不会形成氮氧化物，所以本专利技术所述催化剂的选择性好；当催化剂活性组分含有铜元素和锰元素时，既对氨气具有较强的吸附作用，又能高效分解臭氧形成氧化性强的氧自由基，增强催化剂对氨气的氧化能力；
[0027]所述催化剂的辅助组分可促进氨气的吸附存储和臭氧的分解，辅助组分中的铁元素和钛元素，可进一步增强对氨气的吸附作用和对臭氧的分解能力；
[0028]所述催化剂选用具有高比表面积的物质作为载体，可显著提高活性组分的和辅助组分的表面分散度，提供更多反应活性位点，尤其是当载体为分子筛时，具有高的比表面积和较强的疏水性，可提高催化剂的分散性和抗湿能力，从而提高催化剂使用寿命。
[0029](3)本专利技术提供的一种臭氧氧化氨气催化剂，所述催化剂通过与臭氧结合使用，利用臭氧对氨气的氧化作用，实现了室温下对氨气的净化；并且在净化过程中，臭氧也分解了，没有对环境造成污染；所述催化剂结合臭氧以净化环境中的氨气，产物为氮气和水，达到了环保的效果；将其应用于氨气的净化，具有很好的应用前景。
[0030](4)本专利技术提供的一种臭氧氧化催化剂的制备方法可以使各组分分布均匀，重复性好，将载体加入到活性组分与辅助组分的溶液中，在搅拌的情况下，利用沉淀剂将活性组分和辅助组分均匀地负载到载体的表面，使活性位点分布更均匀。其中，通过球磨使载体与
二氧化钛的结合更好，更均匀，以使本专利技术所述催化剂对氨气的净化效果更好
具体实施方式
[0031]下面结合具体实施例来详述本专利技术，但不作为对本专利技术专利的限定。
[0032]实施例1
[0033]将5g二氧化钛和88g分子筛球磨1h混合后，在450℃焙烧5h，形成二氧化钛/分子筛；将6.43g的三水硝酸铜、6.17g的硝酸锰、1.51g的硝酸铁加入到310ml去离子水中，搅拌溶解，得到金属盐溶液，然后加入二氧化钛/分子筛，继续搅拌，滴加质量分数为1％的碳酸铵溶液，直至所述金属盐溶液pH值到7.5，停止滴加碳酸铵溶液，继续搅拌4h，室温下静置24h，得到的沉淀用去离子水洗涤，过滤，在90℃烘干4h，加入粘结剂羧甲基纤维素2g，混捏挤条，然后在300℃下焙烧3h，得到臭氧氧化氨气催化剂。
[0034]根据添加的金属盐的金属离子的物质的量可知，本实施例制得的臭氧氧化氨气催本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种臭氧氧化氨气催化剂，其特征在于：所述催化剂由载体、活性组分和辅助组分组成；所述载体为分子筛或活性碳；所述活性组分为氧化铜和/或氧化锰；所述辅助组分为氧化铁和氧化钛；以所述催化剂的总质量为100％计，活性组分4％～18％，辅助组分1.2％～16％，其余为载体。2.根据权利要求1所述的一种臭氧氧化氨气催化剂，其特征在于：所述活性组分为氧化铜和氧化锰。3.根据权利要求1所述的一种臭氧氧化氨气催化剂，其特征在于：以所述催化剂的总质量为100％计，各组分的质量分数为：氧化铜：3.0％～8.0％，氧化锰：3.0％～10.0％，氧化铁：1.0％～4.0％，氧化钛：5.0％～12.0％，余量为分子筛。4.根据权利要求3所述的一种臭氧氧化氨气催化剂，其特征在于：以所述催化剂的总质量为100％计，各组分的质量百分数为：氧化铜：4～5％，氧化锰：4％～6％，氧化铁：2.0％～3.0％，氧化钛：8.0％～10.0％，余量为分子筛。5.一种如权利要求1～4任一项所述的一种臭氧氧化氨气催化剂的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下，将活性组分的盐和铁盐加入水中，搅拌溶解，得到金属盐溶液，向所述溶液中加入载体和二氧化钛，继续搅拌，再向所述溶液中滴加沉淀剂使活性组分的盐和铁盐共沉淀，当金属盐溶液的pH达到7.5～8.3时，停止滴加沉淀剂，得到的沉淀用水洗涤，过滤，烘干，成型，然后在300℃～450℃下焙烧3h～6h，得到一种氨气催化剂；所述活...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏文英，林碧亮，张纪领，陈红香，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一八研究所，
类型：发明
国别省市：