一种用于消除臭氧的复合催化材料的制备方法与流程

1.本发明涉及催化材料技术领域，具体为一种用于消除臭氧的复合催化材料的制备方法。


背景技术：

2.臭氧在大气顶层是有益的物质，但是在近地面，强氧化性的臭氧却对人类及其生存产生了很大危害。臭氧在现代工业及日常生活中有着广泛的应用，这使得大量的臭氧废气排放到空气当中，室内环境质量标准规定：室内允许的臭氧最大浓度应低于0.16mg/m3。因此，将废气中的臭氧进行分解处理，使其分解为无害的物质是非常重要的。
3.目前常用的臭氧消除催化剂比表面积和吸附容量较低，导致对于臭氧的吸附效果不佳，现有的臭氧消除催化剂使用温度范围小，很容易因为适用范围的局限性给消除臭氧工作带来很大影响。
4.为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种用于消除臭氧的复合催化材料的制备方法。
6.本发明所要解决的技术问题如下：
7.目前常用的臭氧消除催化剂比表面积和吸附容量较低，导致对于臭氧的吸附效果不佳，现有的臭氧消除催化剂使用温度范围小，很容易因为适用范围的局限性给消除臭氧工作带来很大影响。
8.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
9.一种用于消除臭氧的复合催化材料的制备方法，包括如下步骤：
10.s1、称取原料；
11.s2、将锰盐、均苯三甲酸、乙酰丙酮铜和表面活性剂加入去离子水中超声分散后，加入还原剂，边滴加稀氨水边搅拌得到分散溶液；
12.s3、将分散溶液加入高压反应釜中进行水热反应，同时滴加氧化剂，得到反应产物；
13.s4、反应结束后将反应产物加入至容器中滴加沉淀剂，对滤渣进行过滤分离，经洗涤、烘干后得到滤饼；
14.s5、将滤饼进行焙烧后放入共挤模具中进行共挤成型得到用于消除臭氧的复合催化材料。
15.进一步的，所述步骤s1中包括如下重量份的原料：锰盐100
‑
150份、均苯三甲酸50
‑
70份、乙酰丙酮铜30
‑
40份、表面活性剂5
‑
10份、去离子水120
‑
150份、还原剂5
‑
8份、稀氨水10
‑
20份、氧化剂3
‑
5份和沉淀剂4
‑
6份。
16.进一步的，步骤s2中将锰盐、均苯三甲酸、乙酰丙酮铜和表面活性剂加入去离子水中在温度为80
‑
100℃的条件向下进行超声分散20
‑
30min后，加入还原剂，边滴加稀氨水边
搅拌得到分散溶液。
17.进一步的，步骤s3中将分散溶液加入高压反应釜中在温度为300
‑
500r/min的条件下进行水热反应2
‑
3h，同时滴加氧化剂，得到反应产物。
18.进一步的，步骤s5中将滤饼在温度为400
‑
450℃进行焙烧2
‑
3h后，放入共挤模具中进行共挤成型得到用于消除臭氧的复合催化材料，共挤模具的形状为蜂窝状。
19.进一步的，所述沉淀剂为尿素。
20.进一步的，所述氧化剂为高锰酸钾和过硫酸铵中的一种或多种以任意比例混合。
21.进一步的，所述锰盐为二价锰盐。
22.进一步的，所述还原剂为硫酸锰。
23.进一步的，所述稀氨水的制备过程为：将氨水与去离子水按体积比1:9比例混合，配制成稀氨水。
24.本发明的有益效果：
25.本发明用于消除臭氧的复合催化材料形状为蜂窝状，导致其表面具有高比表面积和高吸附容量，当被吸附物与催化剂接触时，被吸附物中的有机物首先被富集在催化剂表面，当臭氧氧化时，作用于表面有机物的几率更高，臭氧氧化效率提高；本发明制备的复合催化材料具有高效催化活性，能有效催化活化臭氧分子，臭氧分子在催化剂的作用下易于分解产生如羟基自由基之类有高氧化性的自由基，从而提高臭氧的氧化效率。
26.本发明中的制备方法中添加的锰盐为二价锰盐，二价锰盐能够在水热过程中有效转换为具有较好催化性能的锰氧化物，从而可以进一步提高利用该方法制备的催化剂的催化效果。
27.本发明中添加的表面活性剂是一类具有表面活性的化合物，溶于液体后能显著降低溶液的表面张力或界面张力，并能改进溶液的增溶和分散等能力，有效增加分散溶液的分散效果，提高制备催化材料的质量。
28.消除臭氧的工艺过程中，不会出现放热和吸热过程，降低反应条件要求，简化反应设备，并且抗挤压能力强、可塑性高、反应速率快，能够适应大风量消除臭氧，最高可以满足500℃的使用。
附图说明
29.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
30.图1是本发明一种用于消除臭氧的复合催化材料的制备方法流程图。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
32.请参阅图1所示：
33.实施例1
34.一种用于消除臭氧的复合催化材料的制备方法，包括如下步骤：
35.s1、称取原料；
36.s2、将锰盐、均苯三甲酸、乙酰丙酮铜和表面活性剂加入去离子水中超声分散后，加入还原剂，边滴加稀氨水边搅拌得到分散溶液；
37.s3、将分散溶液加入高压反应釜中进行水热反应，同时滴加氧化剂，得到反应产物；
38.s4、反应结束后将反应产物加入至容器中滴加沉淀剂，对滤渣进行过滤分离，经洗涤、烘干后得到滤饼；
39.s5、将滤饼进行焙烧后放入共挤模具中进行共挤成型得到用于消除臭氧的复合催化材料。
40.所述步骤s1中包括如下重量份的原料：锰盐100份、均苯三甲酸50份、乙酰丙酮铜30份、表面活性剂5份、去离子水120份、还原剂5份、稀氨水10份、氧化剂3份和沉淀剂4份。
41.步骤s2中将锰盐、均苯三甲酸、乙酰丙酮铜和表面活性剂加入去离子水中在温度为80℃的条件向下进行超声分散20min后，加入还原剂，边滴加稀氨水边搅拌得到分散溶液。
42.步骤s3中将分散溶液加入高压反应釜中在温度为300r/min的条件下进行水热反应2h，同时滴加氧化剂，得到反应产物。
43.步骤s5中将滤饼在温度为400℃进行焙烧2h后，放入共挤模具中进行共挤成型得到用于消除臭氧的复合催化材料，共挤模具的形状为蜂窝状。
44.所述沉淀剂为尿素。
45.所述氧化剂为高锰酸钾和过硫酸铵中的一种或多种以任意比例混合。
46.所述锰盐为二价锰盐。
47.所述还原剂为硫酸锰。
48.所述稀氨水的制备过程为：将氨水与去离子水按体积比1:9比例混合，配制成稀氨水。
49.实施例2
50.一种用于消除臭氧的复合催化材料的制备方法，包括如下步骤：
51.s1、称取原料；
52.s2、将锰盐、均苯三甲酸、乙酰丙酮铜和表面活性剂加入去离子水中超声分散后，加入还原剂，边滴加稀氨水边搅拌得到分散溶液；
53.s3、将分散溶液加入高压反应釜中进行水热反应，同时滴加氧化剂，得到反应产物；
54.s4、反应结束后将反应产物加入至容器中滴加沉淀剂，对滤渣进行过滤分离，经洗涤、烘干后得到滤饼；
55.s5、将滤饼进行焙烧后放入共挤模具中进行共挤成型得到用于消除臭氧的复合催化材料。
56.所述步骤s1中包括如下重量份的原料：锰盐130份、均苯三甲酸60份、乙酰丙酮铜35份、表面活性剂8份、去离子水135份、还原剂6份、稀氨水15份、氧化剂4份和沉淀剂5份。
57.步骤s2中将锰盐、均苯三甲酸、乙酰丙酮铜和表面活性剂加入去离子水中在温度为90℃的条件向下进行超声分散25min后，加入还原剂，边滴加稀氨水边搅拌得到分散溶
液。
58.步骤s3中将分散溶液加入高压反应釜中在温度为400r/min的条件下进行水热反应2.5h，同时滴加氧化剂，得到反应产物。
59.步骤s5中将滤饼在温度为425℃进行焙烧2.5h后，放入共挤模具中进行共挤成型得到用于消除臭氧的复合催化材料，共挤模具的形状为蜂窝状。
60.所述沉淀剂为尿素。
61.所述氧化剂为高锰酸钾和过硫酸铵中的一种或多种以任意比例混合。
62.所述锰盐为二价锰盐。
63.所述还原剂为硫酸锰。
64.所述稀氨水的制备过程为：将氨水与去离子水按体积比1:9比例混合，配制成稀氨水。
65.实施例3
66.一种用于消除臭氧的复合催化材料的制备方法，包括如下步骤：
67.s1、称取原料；
68.s2、将锰盐、均苯三甲酸、乙酰丙酮铜和表面活性剂加入去离子水中超声分散后，加入还原剂，边滴加稀氨水边搅拌得到分散溶液；
69.s3、将分散溶液加入高压反应釜中进行水热反应，同时滴加氧化剂，得到反应产物；
70.s4、反应结束后将反应产物加入至容器中滴加沉淀剂，对滤渣进行过滤分离，经洗涤、烘干后得到滤饼；
71.s5、将滤饼进行焙烧后放入共挤模具中进行共挤成型得到用于消除臭氧的复合催化材料。
72.所述步骤s1中包括如下重量份的原料：锰盐150份、均苯三甲酸70份、乙酰丙酮铜40份、表面活性剂10份、去离子水150份、还原剂8份、稀氨水20份、氧化剂5份和沉淀剂6份。
73.步骤s2中将锰盐、均苯三甲酸、乙酰丙酮铜和表面活性剂加入去离子水中在温度为100℃的条件向下进行超声分散30min后，加入还原剂，边滴加稀氨水边搅拌得到分散溶液。
74.步骤s3中将分散溶液加入高压反应釜中在温度为500r/min的条件下进行水热反应3h，同时滴加氧化剂，得到反应产物。
75.步骤s5中将滤饼在温度为450℃进行焙烧3h后，放入共挤模具中进行共挤成型得到用于消除臭氧的复合催化材料，共挤模具的形状为蜂窝状。
76.所述沉淀剂为尿素。
77.所述氧化剂为高锰酸钾和过硫酸铵中的一种或多种以任意比例混合。
78.所述锰盐为二价锰盐。
79.所述还原剂为硫酸锰。
80.所述稀氨水的制备过程为：将氨水与去离子水按体积比1:9比例混合，配制成稀氨水。
81.工作原理：
82.本发明在使用时，该用于消除臭氧的复合催化材料形状为蜂窝状，导致其表面具
有高比表面积和高吸附容量，当被吸附物与催化剂接触时，被吸附物中的有机物首先被富集在催化剂表面，当臭氧氧化时，作用于表面有机物的几率更高，臭氧氧化效率提高；本发明制备的复合催化材料具有高效催化活性，能有效催化活化臭氧分子，臭氧分子在催化剂的作用下易于分解产生如羟基自由基之类有高氧化性的自由基，从而提高臭氧的氧化效率；在除臭氧时，其使用温度最高可达500℃，还能保证臭氧的吸附优先级是最高的，即使本材料预先已经被其它气体吸附饱和，仍然可以吸附臭氧，同时释放出先前吸附的气体，本材料吸附饱和后，臭氧主要是以表面硫酸锰的形态被捕捉与固定。
83.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
84.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
85.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。