一种催化分解臭氧的催化剂及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115364868A(43)申请公布日2022.11.22(21)申请号202211050876.8C02F101/10(2006.01)(22)申请日2022.08.30(71)申请人北京华电光大环境股份有限公司地址102206北京市昌平区回龙观镇北农路2号主楼D座1239室（昌平示范园）(72)发明人曲艳超卢小莉周璇陈晨刘丁嘉赵天(74)专利代理机构无锡市观知成专利商标代理事务所(特殊普通合伙)32591专利代理师任月娜(51)Int.Cl.B01J23/889(2006.01)B01J35/04(2006.01)C02F1/20(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种催化分解臭氧的催化剂及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种催化分解臭氧催化剂及其制备方法，属于废气处理技术领域。催化剂以堇青石蜂窝陶瓷为基体，在基体上涂覆载体和活性成分，其中载体为疏水型纳米K2O‑SiO2‑TiO2，活性成分为MnO2、V2O5和Fe2O3。本发明制备得到的催化剂具有优异的催化分解臭氧性能和抗水中毒性能，在湿度达到80%以上的污水处理等行业尾气中使用时，臭氧脱除率可长时间稳定保持在95%以上，催化剂使用寿命可达3～5年。CN115364868ACN115364868A权利要求书1/1页1.一种催化分解臭氧的催化剂，其特征在于：所述催化剂包括基体及基体表面的涂覆层，所述涂覆层由活性组分负载在载体上形成，所述催化剂的基体为堇青石蜂窝陶瓷，所述催化剂的载体为纳米级K2O‑SiO2‑TiO2，所述催化剂的活性组分为MnO2、V2O5和Fe2O3，所述载体占涂覆层总质量的80%～88%，所述活性组分占涂覆层总质量的12%～20%。2.如权利要求1所述的催化分解臭氧的催化剂，其特征在于：所述纳米级K2O‑SiO2‑TiO2中K2O、SiO2、和TiO2质量比为47:60:107。3.如权利要求1所述的催化分解臭氧的催化剂，其特征在于：所述纳米级K2O‑SiO2‑TiO2的粒径大小为2～10nm。4.如权利要求1所述的催化分解臭氧的催化剂，其特征在于：所述活性成分MnO2、V2O5和Fe2O3质量比为2:1:1。5.权利要求1‑4任一项所述的催化分解臭氧的催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）基体预处理：将堇青石蜂窝陶瓷完整浸入体积浓度为5%的稀盐酸溶液中，5‑6h后取出并干燥待用；（2）纳米级K2O‑SiO2‑TiO2载体制备：按照比例称取三甲基硅醇钾和钛酸四丁酯，用10‑15倍固体质量的冷水溶解三甲基硅醇钾，将钛酸四丁酯缓慢加入至三甲基硅醇钾溶液中，搅拌2h；加入氨水调节溶液pH值为9.5～10.5，而后加热溶液至85℃，并保持搅拌4h～6h；过滤得到沉淀固体，将所得固体在110℃干燥12h，而后450℃焙烧4h得到纳米K2O‑SiO2‑TiO2载体；（3）涂覆层浆料制备：按比例称取四水乙酸锰、偏钒酸铵和九水硝酸铁，将偏钒酸铵加入至95℃热水中，慢慢加入乙醇胺使偏钒酸铵完全溶解，加入四水乙酸锰和九水硝酸铁，搅拌至完全溶解，溶解偏钒酸铵用水量为K2O‑SiO2‑TiO2载体质量的1.2～1.5倍；将步骤（2）制备的纳米级K2O‑SiO2‑TiO2载体加入至溶液中，使用高速搅拌机搅拌30min，而后在搅拌条件下加入羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺和适量水，搅拌得到粘度为150mm2/s～210mm2/s的涂覆层浆料；（4）催化剂涂覆：采用真空涂覆方式对堇青石蜂窝基体进行涂覆；（5）催化剂焙烧：对涂覆完成后的催化剂进行焙烧得到催化分解臭氧催化剂。6.如权利要求5所述的的催化分解臭氧的催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中羧甲基纤维素钠的加入量为纳米级K2O‑SiO2‑TiO2载体质量的5%～10%，所述聚丙烯酰胺的加入量分别为纳米级K2O‑SiO2‑TiO2载体质量的0.5%～1.5%。7.如权利要求5所述的的催化分解臭氧的催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中焙烧升温程序分为两个阶段：第一阶段为1h内升温至80℃，保温12h，第二阶段为6h内升温至450℃，保温6h。2CN115364868A说明书1/4页一种催化分解臭氧的催化剂及其制备方法技术领域[0001]本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种催化分解臭氧的催化剂及其制备方法。背景技术[0002]以臭氧为氧化剂处理污染物具有高效、绿色环保等显著优势，在污水处理、杀菌消毒和空气净化等市场占比一直超过50%。然而，在臭氧使用过程中，过量臭氧排放至环境中将带来全球气候变暖、建筑材料氧化、危害人类健康等恶劣影响。近年来，随着国家环保力度的不断加大，SO2、NOx、CO、PM2.5、PM10