本发明专利技术涉及一种用于催化分解臭氧的锰基复合氧化物催化剂及其制备方法。所述催化剂包括锰氧化物和至少一种过渡金属氧化物。所述制备方法为均匀沉淀法或水热合成法。本发明专利技术采用无毒无害的原料，通过简单易行的方法制备出具有催化活性高、抗湿性能好、催化分解臭氧量高等特点的锰基复合氧化物催化剂，适合于催化分解在水或空气处理及现代工业和家用电器产生的臭氧的催化分解。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种催化剂，具体涉及一种用于催化分解臭氧的锰基复合氧化物催化剂，特别涉及一种用于催化分解在水或空气处理及现代工业和家用电器产生的臭氧的锰基复合氧化物催化剂及其制备方法。
技术介绍
臭氧(O3)与氧气(O2)是氧元素的同素异形体，常温下，臭氧(O3)是一种有特殊腥味的不稳定的淡紫色气体。近年来，由于其强氧化性，臭氧作为消毒剂、杀菌剂和除臭剂，在废水处理中得到日益广泛的应用。但是处理水后未耗完的剩余臭氧就会排放到大气中污染环境。随着现代办公设备的完善提高，大量复印机、印刷机、传真机等机器，以及吸尘器、空气清洁器的使用，通过电晕放电而产生臭氧，使得周围环境中的臭氧逐渐积累，浓度过高时对人体有害。这些臭氧未被处理直接进入大气，对各种生命体及其生存环境产生危害。臭氧能够强烈刺激人的呼吸道，造成咽喉肿痛、胸闷咳嗽、引发支气管炎和肺气肿；会造成人的神经中毒，头晕头痛、视力下降、记忆力衰退；会对人体皮肤中的维生素E起到破坏作用， 致使人的皮肤起皱、出现黑斑；还会破坏人体的免疫机能，诱发淋巴细胞染色体病变，加速衰老，致使孕妇生畸形儿。世界卫生组织制订的臭氧安全标准为8小时工作环境下允许的最大浓度为 O. IOppm(4X lCT9mol/L)。目前处理臭氧的主要方法有热分解法、活性炭法、预臭氧化法、稀释法、电磁波辐射分解法、药液吸收法和催化分解法。前几种方法存在能耗高、产生二次污染物和处理量小等局限性，而催化分解臭氧可以较好的弥补以上方法的不足，能够满足高分解率、长期稳定、安全、经济等要求，是比较理想的臭氧处理方法。CN1259398A公开了一种臭氧分解催化剂及其制备方法。臭氧分解催化剂以活性炭为载体，除含二氧化锰外，还含有镍或铜或钴等的金属氧化物，采用浸溃-沉积法制备。该催化剂含胞02为4 20% (重量)，镍或铜或钴的氧化物的含量为3 8% (重量)，当气体中含O3浓度为300 2000ppm时，在15°C下加湿、空速为5 X IO3 2X IOV1条件下，该催化剂的使用寿命可达500 2000小时。CN101757933A提供了一种臭氧分解催化剂，包括作为催化剂载体和催化剂助活性组分的金属泡沫镍；作为主活性组分通过浸溃方式覆在所述泡沫镍表面的锰或铁氧化物。该专利技术还提供了一种臭氧分解催化剂的制备方法，包括步骤:A、配制硝酸锰或硝酸锰铁构成的活性组分溶液、将作为载体的泡沫镍浸溃所述活性组分溶液；C、将浸溃后的载体烘干，并在一定温度下烘烧。CN1785507A公开了一种臭氧分解催化剂及其制备方法，涉及催化及环境保护领域。其特征在于采用以锰的氧化物为主活性组份，添加碱金属或碱土金属为助活性组份，采用喷涂工艺，负载在金属或陶瓷蜂窝载体上。本专利技术的催化剂主要用于放电空气臭氧的催化分解，也可用于N0X、SOx的催化分解。按照活性组分的不同，主要的臭氧分解催化剂可以分为含锰催化剂、含过渡金属氧化物催化剂、贵金属催化剂三类。但是现有的催化剂一般存在成本较高、存在强烈的水蒸气抑制作用和臭氧分解效率不够高等一系列问题。因此，开发新型具有高臭氧分解活性、适应高臭氧浓度、高湿度的催化剂体系，具有非常重要的环境意义。
技术实现思路
针对现有技术的不足，为解决现有催化分解臭氧的催化剂存在的寿命短、抗湿性差、使用贵金属造成高成本的问题，本专利技术提供了一种新型锰基复合氧化物催化剂及其制备方法，可用作水或空气处理及现代工业和家用电器产生的臭氧的催化分解。本专利技术的目的之一在于提供一种用于催化分解臭氧的锰基复合氧化物催化剂，所述催化剂包括锰氧化物和至少一种过渡金属氧化物。本专利技术所述催化剂中锰元素和过渡金属元素的摩尔比为O. 2 5. 0，优选2. O 3.0，进一步优选2. O。本专利技术所述催化剂中的过渡金属元素优选钛、铬、铁、钴、镍、铜、锆、铌、钥、钒、钪中的一种或至少两种的混合物，例如铁，钛/铬，铜/错，钥，钥/钒/钪等选择，进一步优选镍、铜、铁中的一种或至少两种的混合物。进一步地，所述催化剂为Mn0x-Ni0x、MnOx-CuOx, MnOx-FeOx等双金属复合氧化物催化齐U，或 MnOx-NiOx-CuOx、MnOx-NiOx-FeOx、MnOx-CuOx-FeOx、MnOx-NiOx-CuOx-FeOx 等复合氧化物催化剂。本专利技术的另一目的在于提供一种锰基复合氧化物催化剂的制备方法，所述制备方法为沉淀法或水热合成法。本专利技术所述沉淀法包括如下步骤(I)将锰盐和过渡金属盐配成混合溶液；(2)在搅拌条件下加入沉淀剂，发生沉淀反应；(3)对步骤⑵得到的混合体系进行固液分离、洗涤，得到滤饼；(4)将步骤(3)得到的滤饼干燥、焙烧，即得到锰基复合氧化物催化剂。本专利技术步骤(I)所述的锰盐为可溶性锰盐，优选氯化锰、硝酸锰、硫酸锰中的一种或至少两种的混合物，例如氯化锰，硝酸锰/硫酸锰，氯化锰/硝酸锰/硫酸锰，硝酸锰等， 进一步优选硫酸锰和/或硝酸锰。所述过渡金属盐为可溶性过渡金属盐，优选铜盐、镍盐、铁盐中的一种或至少两种的混合物，例如硝酸铜，氯化铜/硝酸镍，氯化铜/氯化镍/硫酸铁，硝酸镍，硫酸铜/硫酸铁等。所述铜盐优选为硝酸铜、氯化铜、硫酸铜中的一种或至少两种的混合物，例如硝酸铜， 硝酸铜/氯化铜，硝酸铜/氯化铜/硫酸铜等。镍盐优选为硝酸镍、氯化镍、硫酸镍中的一种或至少两种的混合物，例如硫酸镍，硝酸镍/氯化镍，硝酸镍/氯化镍/硫酸镍等。铁盐优选为硝酸铁、氯化铁、硫酸铁中的一种或至少两种的混合物，例如氯化铁，硫酸铁，硝酸铁 /氯化铁/硫酸铁等。本领域技术人员可以根据实际需要单独或组合使用。进一步地，步骤(2)所述沉淀剂为尿素、碳酸钠、氨水、氢氧化钠、碳酸钾，优选尿素、碳酸钠、氨水；优选地，所述沉淀剂选择尿素时，步骤(2)所述搅拌时间为4 48h，优选6 24h，进一步优选9 15h，最优选12h ;优选地，步骤(2)操作温度为60 100°C，优选70 98°C， 进一步优选80 95°C，最优选90°C ；进一步地，步骤(3)所述固液分离为过滤、离心分离、沉淀、重力沉降或离心沉降； 优选过滤、离心分离；所述过滤为抽滤、压滤、真空过滤、离心过滤、真空抽滤、膜过滤或超滤。所述过滤以不改变混合体系的固有性质为准。进一步地，步骤(3)所述洗涤采用去离子水洗涤，洗涤次数优选I 5次，进一步优选2 4次，最优选3次。进一步地，步骤(4)所述干燥为放入烘箱中进行烘干。其他干燥方式均可用于本专利技术，如自然干燥等。烘干温度优选80 120。。，例如82°C，90°C，95°C，102°C，110°C，118°C 等，进一步优选90 112°C，最优选IOO0C0烘干时间优选5 36h，例如5h，8h，llh，15h， 20h，28h，33h，35h等，更优选7 24h，进一步优选9 12h，最优选10h。进一步地，步骤⑷所述焙烧在马弗炉中进行。焙烧温度优选300 800°C，例如 320 V，375 V，400 V，420 V，506 V，600 V，700 V，785 V 等，进一步优选 380 650 °C，最优选5000C。焙烧时间优选3 24h，例如4h，10h, 15h，18h，22h等，进一步优选4 8h，最优选5h。本专利技术所述沉淀法的反应压力没本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：贺泓，连志华，马金珠，单文坡，张长斌，王少莘，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：
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