【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于臭氧分解催化剂领域，特别涉及一种制备阻燃抗湿性高浓度臭氧深度分解催化剂的制备方法。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、臭氧污染一直是全球大气污染的主要问题之一。随着人类活动中对化石能源的大量使用，臭氧污染愈加严重。臭氧的氧化性极强，它能够对人体呼吸系统、皮肤等身体组织造成较大的损害。同时在消毒杀菌领域常用到臭氧，但不经过处理容易造成人体伤害。在治理臭氧污染的过程中，传统的臭氧分解技术主要有活性炭吸附、热分解以及药剂吸收法等，但这些方式都存在着能耗高、效率低和二次污染严重等问题。因此，开发高效、低成本、无污染的臭氧分解技术是目前面临的重要挑战。
3、催化剂催化臭氧分解技术的原理是通过降低臭氧反应活化能，使得吸附在催化剂活性位点上的臭氧加速分解为氧气，该技术具有反应条件温和以及无二次污染的优势，受到了广泛的关注研究。现在市场上主要有两类臭氧分解催化剂，一类是以贵金属为活性位点的贵金属催化剂，其催化性能和稳定性比较优异，但是成本太高，不适合大规模在社会上应用。另一类是以氧空位为活性位点的过渡金属氧化物催化剂，其成本低、活性较好，但是稳定性较差，特别是在高湿度环境下，因为水分子与臭氧竞争吸附在氧空位上导致氧空位失活，臭氧分解能力大幅度下降。同时高浓度臭氧在降解过程中会产生大量热，如何避免臭氧分解过程中由于热量集中造成燃烧是需要考虑的问题。因此，开发高抗湿、高稳定
4、专利cn115487823a公开了一种高抗湿臭氧分解催化剂，过渡金属盐为镍盐、铁盐、锰盐、钴盐和铈盐的混合物。专利cn 112473728 a公开了一种高效耐湿臭氧分解催化剂，以分子筛为载体，以锰氧化物和铜氧化物为主要活性组分，同时掺杂少量稀土金属氧化物。但上述专利都采用稀土金属提高抗湿性能，不仅成本高，抗湿性能也仍有待提升。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供一种制备阻燃抗湿性高浓度臭氧深度分解催化剂的制备方法。本专利技术利用非贵金属作为活性组分，以三氧化二铝、二氧化硅为前驱载体，通过酸预处理、金属负载、活化、炭化、酸后处理的方法，制备了具有高抗湿性的臭氧分解催化剂。与目前采用掺杂稀土金属提高臭氧分解催化剂的抗湿性不同，本专利技术通过煤基的添加有效的调节了催化剂表面的酸碱性，同时改变了催化剂本身的微晶结构，抑制了水吸附反应的发生从而提高催化剂的抗湿性能及寿命；本专利技术制备的臭氧分解催化剂可实现80％以上湿度下实现99％以上臭氧分解效率超过1500h，解决了现有催化剂抗湿性差和长期稳定性差的难题，在工业废水处理臭氧尾气、化工废气处理臭氧尾气、杀菌消毒机臭氧尾气、空气净化器臭氧尾气处理、饮用水处理臭氧尾气等方面具有巨大的应用潜力，属于污染物治理领域。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术的第一个方面，提供了一种制备阻燃抗湿性高浓度臭氧深度分解催化剂的制备方法，包括：
4、将过渡金属盐溶液中加入酸预处理后的煤、前驱体载体混合均匀，得到水煤浆，脱除水分，得到水煤浆粉；
5、将所述水煤浆粉与碱性粉末混合，加水、洗涤至中性，得到前驱体；
6、将所述前驱体炭化，二次酸处理，即得；
7、所述过渡金属盐、煤、前驱体载体的质量比为100：40～50：6～8。
8、在一些实施例中，所述过渡金属盐为锰盐、铜盐。
9、在一些实施例中，所述酸预处理的具体步骤包括：将摩尔浓度为5～6％的盐酸溶液和煤进行混合，在50℃～60℃下搅拌4～6h，然后水洗至中性，干燥。
10、在一些实施例中，所述前驱体载体为氧化铝、二氧化硅、碳酸钙。
11、在一些实施例中，所述水煤浆粉与碱性粉末的混合比例为1：2～2.5。
12、在一些实施例中，所述碱性粉末为koh粉末。
13、在一些实施例中，所述炭化的条件为于惰性气氛中，850℃～900℃下煅烧0.5～1h。
14、在一些实施例中，所述二次酸处理的具体步骤包括：将炭化产物与盐酸溶液，在50℃～60℃下磁力搅拌6～8h，洗涤至中性，干燥。
15、更具体地，本专利技术催化剂的制备主要包括前驱体载体以及负载在载体上的活性成分。制备过程主要包括以下步骤：
16、步骤1.将准东原煤用破碎机打碎，然后用标准筛筛选出40-60目的煤样，清洗过滤后110℃干燥6h；
17、步骤2.分别采用摩尔浓度为5％的盐酸和一定质量准东煤进行混合，在50℃下磁力搅拌6h，然后去离子水洗至中性，在100℃下干燥6h。
18、步骤3.将相应质量分数的金属盐类(mn(no3)2、cu(no3)2)按一定比例溶解在去离子水中，加入一定量的步骤2处理后的准东煤，氧化铝以及碳酸钙的混合物，制成混合水煤浆。然后将混合水煤浆在60℃下磁力搅拌干燥，直到水完全蒸发。
19、步骤4.将koh用研磨机研磨成粉末(200目以上)，然后将步骤3干燥过后的水煤浆与koh粉末按质量比1：2进行混合，加入一定量去离子水并充分搅拌，一段时间后进行过滤洗涤至中性。
20、步骤5.将混合均匀后的前驱体放在水平管式炉中进行炭化过程。将活化后的样品放入管式炉中，通入总流量为300ml/min的n2，在850℃煅烧1h。
21、步骤6.将炭化后的样品进行第二次酸处理，将样品放入烧杯中，加入hci溶液，在60℃下磁力搅拌6h，然后用去离子水洗涤至中性，最后在100℃下干燥12h。
22、步骤7.将干燥好的样品筛分出40-60目样品，进行臭氧催化分解实验。
23、本专利技术的第二个方面，提供了上述的方法制备的阻燃抗湿性高浓度臭氧深度分解催化剂。
24、本专利技术的第三个方面，提供了上述的催化剂在工业废水处理臭氧尾气、化工废气处理臭氧尾气、杀菌消毒机臭氧尾气、空气净化器臭氧尾气处理、饮用水处理臭氧尾气中的应用。
25、本专利技术的有益效果
26、(1)本专利技术中以三氧化二铝、二氧化硅作为载体，常见过渡金属盐为活性组分，具备原料成本低、简单易得优势。
27、(2)与目前采用掺杂稀土金属提高臭氧分解催化剂的抗湿性不同，本专利技术通过煤基的添加有效的调节了催化剂表面的酸碱性，同时改变了催化剂本身的微晶结构，抑制了水吸附反应的发生从而提高催化剂的抗湿性能及寿命。
28、(3)本专利技术可以有效地对高湿度高浓度臭氧的排放进行控制，抗水效果尤为突出，在70％湿度条件下，能够以99％以上的效果运行1500h以上，大大提升了催化剂的使用寿命。
29、(4)本专利技术制备方法简单、实用性强，易于推广。
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1.一种制备阻燃抗湿性高浓度臭氧深度分解催化剂的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的制备阻燃抗湿性高浓度臭氧深度分解催化剂的制备方法，其特征在于，所述过渡金属盐为锰盐、铜盐。
3.如权利要求1所述的制备阻燃抗湿性高浓度臭氧深度分解催化剂的制备方法，其特征在于，所述酸预处理的具体步骤包括：将摩尔浓度为5～6％的盐酸溶液和煤进行混合，在50℃～60℃下搅拌4～6h，然后水洗至中性，干燥。
4.如权利要求1所述的制备阻燃抗湿性高浓度臭氧深度分解催化剂的制备方法，其特征在于，所述前驱体载体为氧化铝、二氧化硅、碳酸钙。
5.如权利要求1所述的制备阻燃抗湿性高浓度臭氧深度分解催化剂的制备方法，其特征在于，所述水煤浆粉与碱性粉末的混合比例为1：2～2.5。
6.如权利要求1所述的制备阻燃抗湿性高浓度臭氧深度分解催化剂的制备方法，其特征在于，所述碱性粉末为KOH粉末。
7.如权利要求1所述的制备阻燃抗湿性高浓度臭氧深度分解催化剂的制备方法，其特征在于，所述炭化的条件为于惰性气氛中，850℃～900℃下煅烧0.
8.如权利要求1所述的制备阻燃抗湿性高浓度臭氧深度分解催化剂的制备方法，其特征在于，所述二次酸处理的具体步骤包括：将炭化产物与盐酸溶液，在50℃～60℃下磁力搅拌6～8h，洗涤至中性，干燥。
9.权利要求1-8任一项所述的方法制备的阻燃抗湿性高浓度臭氧深度分解催化剂。
10.权利要求9所述的催化剂在工业废水处理臭氧尾气、化工废气处理臭氧尾气、杀菌消毒机臭氧尾气、空气净化器臭氧尾气处理、饮用水处理臭氧尾气中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种制备阻燃抗湿性高浓度臭氧深度分解催化剂的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的制备阻燃抗湿性高浓度臭氧深度分解催化剂的制备方法，其特征在于，所述过渡金属盐为锰盐、铜盐。
3.如权利要求1所述的制备阻燃抗湿性高浓度臭氧深度分解催化剂的制备方法，其特征在于，所述酸预处理的具体步骤包括：将摩尔浓度为5～6％的盐酸溶液和煤进行混合，在50℃～60℃下搅拌4～6h，然后水洗至中性，干燥。
4.如权利要求1所述的制备阻燃抗湿性高浓度臭氧深度分解催化剂的制备方法，其特征在于，所述前驱体载体为氧化铝、二氧化硅、碳酸钙。
5.如权利要求1所述的制备阻燃抗湿性高浓度臭氧深度分解催化剂的制备方法，其特征在于，所述水煤浆粉与碱性粉末的混合比例为1：2～2.5。
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