本发明专利技术为一种室温高效去除臭氧的纳米锆钛氧化物分子筛催化剂及其制备方法，涉及催化和环境保护领域。其特征在于采用陶瓷蜂窝整体式或多孔金属泡沫作载体，以含掺杂锆的氧化钛分子筛为活性组分。掺杂锆的氧化钛分子筛特征在于具有TDK-型氧化钛八面体分子筛(TDK)的结构，孔道尺寸约为TDK引入锆离子形成掺杂锆的氧化钛分子筛。去除臭氧催化剂采用氧化还原-水热法制备得到。本发明专利技术整体型催化剂的特点：不需要额外光、热和电等能源的输入，在室温、常湿和大风量的条件下将臭氧稳定地还原成氧气。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术为一种室温高效去除臭氧的锆钛氧化物分子筛及其制备方法，涉及催化、 消毒、卫生和环境领域。其特征在于以掺杂锆的TDK型氧化钛分子筛为活性组分和以蜂窝陶瓷或多孔金属泡沫为载体。本专利技术整体型催化剂的特点是不需要额外光、热、电等能源的输入，在室温、常湿和大风量的条件下将0.01 lOOmg/m3臭氧稳定地高效地分解成氧气。本专利技术还涉及上述催化剂的制备方法和在去除臭氧中的应用。
技术介绍
臭氧是广谱杀菌消毒剂因为它有极强的氧化性能，已经广泛应用于各种水质处理、医疗卫生、食品保鲜以及去除难降解物质等领域。低浓度的臭氧具有清新空气、杀菌消毒的功效，但是浓度过高则会对人体产生极大危害。当臭氧浓度为0. 2 1. Omg/m3时， 对鼻、喉头粘膜和眼睛就有刺激作用，并引起肺活量减少；当臭氧浓度为1.88 18. Smg/ m3时，可出现咳嗽、胸痛和呕吐等症状；当臭氧浓度为20mg/m3时会引起肺气肿。臭氧在常温常压的空气中分解半衰期时间较长。中国在2002年颁布的《室内空气质量标准》(GB/ T18883-2002)中规定室内空气中臭氧的卫生标准(最高允许浓度)分别为0. 16mg/m3。因此必须采用有效手段对低浓度臭氧进行去除，以保证有关臭氧行业的工作人员的身体健康。室温催化法分解臭氧是一种长效的方法。中国专利CN1812835A采用钛与锆或铜中的一种或两种作为催化剂，在150°C得到较好的分解臭氧的效果，需要额外的能量补充。 CN1259398A、CN117167674A和CN1357348A都是采用钛、铜、镍和锆氧化物作为活性组分，负载在活性碳上来分解臭氧。中国专利CN90106857采用钛、铜氧化物作活性组分来分解臭氧。CN1785507A采用各种钛氧化物作为催化剂在常温下分解臭氧获得了较好的效果。可见， 氧化钛是一种优良的臭氧去除剂，不同晶体结构的氧化钛对臭氧的分解性能具有很大的差异。同时，氧化钛的抗湿能力和低温活性都有待于提高。本专利技术的目的是提供一种在一种室温高效去除臭氧的纳米锆钛氧化物分子筛及其制备方法，可稳定地将低浓度的臭氧高效稳定地分解成氧气。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供在室温、高湿度条件下能将臭氧分解成氧气的整体型催化剂。本专利技术的另一个目的是提供上述催化剂的制备方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现本专利技术提供的催化材料，采用氧化还原-水热法1.掺杂的氧化钛分子筛粉末的制备氧化还原-水热法主要步骤是四价钛盐、强氧化剂、硝酸锆盐和镁盐按适量的比例在酸性溶液中混合，然后转入高压釜内，密封后在90 200°C恒温12 48h，自然冷却后，过滤、洗涤，在100 150°C干燥10 Mh，然后在200 700°C焙烧得到锆掺杂的氧化钛分子筛催化材料。2.掺杂的氧化钛分子筛整体型催化材料的制备。称取一定量掺杂的氧化钛分子筛，加入一定比例的去离子水和权利要求9中的无机粘合剂，高速搅拌1 Mh，得到一定浓度掺杂的氧化钛分子筛浆液。将预先处理好的蜂窝陶瓷或多孔金属泡沫浸渍在上述掺杂的氧化钛分子筛浆液中，浸渍0. 5 5min后取出， 吹尽孔道中的残液，在空气中阴干后80 150°C干燥8 Mh，在200 800°C空气下焙烧 1 Mh，得到掺杂的氧化钛分子筛蜂窝陶瓷或多孔金属泡沫整体型催化材料。本专利技术技术效果本专利技术的技术效果是一种室温可以彻底去除空气中的臭氧集成技术，特征在室温常湿条件下将空气中浓度为0. 01 lOOmg/m3的臭氧全部去除，适用于空气中臭氧的消除。本专利技术的优点掺杂的氧化钛分子筛蜂窝陶瓷或多孔金属泡沫整体型催化材料在不需要额外能源的条件下将臭氧催化分解成氧气，其特征抗湿性能高、稳定性好、处理效率高、处理量大、处理完全、成本低、没有二次污染以及不存在吸附饱和等问题；掺杂的氧化钛分子筛催化剂采用直道孔式的蜂窝陶瓷或多孔金属泡沫整体型催化材料。在使用时压力降很小，可以处理大风量中的臭氧。具体实施例方式实施例一锆掺杂的氧化钛分子筛粉末的合成是通过过硫酸钾(K2S2O8)在硝酸溶液中氧化硫酸钛(TiSO4 · H2O)，同时加入硝酸氧锆(ZrO(NO3)2)，硝酸镁(Mg(NO3)2)使Zr/Ti摩尔比为O 0. 20，生成的黑色沉淀物在100°C剧烈搅拌水热24h后，过滤、洗涤，在110°C干燥 12h，然后在500°C焙烧Mi得到掺杂锆的氧化钛分子筛粉末，分别记为&-TDK-0，Zr-TDK-5， Zr-TDK-IO和&-TDK-20，其中&-TDK表示锆掺杂的氧化钛分子筛，数字表示&/Tit。tal的摩尔比百分比。 XRD分析和HRTEM分析表明该材料为TDK型氧化钛。催化材料的性能测试在连续流动的固定床反应器上进行。粉末催化材料经过压片，粉碎制成0. 25 0. 50mm的颗粒样，然后将0. 5g颗粒样装于一个玻璃管中，在室温 (18 25°C )和相对湿度为80%的条件下，通入含lmg/m3臭氧的空气，风速为2. 5m/s。反应器出口臭氧用臭氧分析仪检测。结果见表1。实施例二锆掺杂的氧化钛分子筛粉末的合成同实施例一，即通过过硫酸钾(K2S2O8)在硝酸溶液中氧化硫酸钛(TiSO4 · H2O),同时加入硝酸氧锆(ZrO(NO3)2)和硝酸镁(Mg(NO3)2)使 Zr/Ti摩尔比为O 0. 20，生成的黑色沉淀物在100°C剧烈搅拌水热24h后，过滤、洗涤， 在110°C干燥12h，然后在200-80(TC焙烧他得到掺杂锆的氧化钛分子筛粉末，分别记为 Zr-TDK-0, Zr-TDK-5, Zr-TDK-IO和&-TDK-20，其中&-TDK表示锆掺杂的氧化钛分子筛，数字表示&/Tit。tal的摩尔比百分比。XRD分析和HRTEM分析表明该材料为TDK型氧化钛。催化材料的性能测试在连续流动的固定床反应器上进行。粉末催化材料经过压片，粉碎制成0. 25 0. 50mm的颗粒样，然后将0. 5g颗粒样装于一个玻璃管中，在室温 (18 25 V )和相对湿度为80%的条件下，通入含lOOmg/m3臭氧的空气，风速为2. 5m/s。 反应器出口臭氧用臭氧分析仪检测。结果见表2。实施例三1)掺杂的氧化钛分子筛粉末的合成掺杂的氧化钛分子筛粉末的合成和实例一相同，即锆掺杂的氧化钛分子筛粉末的合成是通过过硫酸钾(K2S2O8)在硝酸溶液中氧化硫酸钛(TiSO4 · H2O)，同时加入硝酸锆 (Zr(NO3)2)和硝酸镁(Mg(NO3)2)使Zr/Ti摩尔比为O 0. 20，生成的黑色沉淀物在100°C 剧烈搅拌水热24h后，过滤、洗涤，在110°C干燥12h，然后在500°C焙烧他得到掺杂锆的氧化钛分子筛粉末。2)掺杂的氧化钛分子筛蜂窝陶瓷整体型催化材料的制备。称取一定量掺杂的氧化钛分子筛，加入一定比例的去离子水和权利要求9中的无机粘合剂，高速搅拌1 Mh，得到一定浓度掺杂的氧化钛分子筛浆液。将预先处理好的蜂窝陶瓷或多孔金属泡沫样品浸渍在上述掺杂的氧化钛分子筛浆液中，浸渍0. 5 5min后取出，吹尽孔道中的残液，在空气中阴干后110°C干燥Mh，在500°C空气下焙烧6h，得到掺杂的氧化钛分子筛蜂窝陶瓷或多孔金属泡沫整体型催化材料本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．本专利技术为一种掺杂氧化钛分子筛的整体型催化材料，其特征是采用蜂窝陶瓷载体，以掺杂锆的氧化钛分子筛为活性组分。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：上海牛翼新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31
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