一种微孔蜂窝臭氧催化剂及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113171783A(43)申请公布日2021.07.27(21)申请号202110428985.8C02F1/72(2006.01)(22)申请日2021.04.21C02F1/78(2006.01)C02F101/30(2006.01)(71)申请人中化环境科技工程有限公司地址110000辽宁省沈阳市皇姑区陵东街135号1-2层申请人中化环境控股有限公司(72)发明人刘艳张源刘凯王叶鑫(74)专利代理机构沈阳科苑专利商标代理有限公司21002代理人李颖(51)Int.Cl.B01J27/228(2006.01)B01J27/224(2006.01)B01J35/04(2006.01)B01J35/10(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称一种微孔蜂窝臭氧催化剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及臭氧催化方法，具体的说是一种微孔蜂窝臭氧催化剂及其制备方法和应用。通过梯度焙烧修饰的微孔碳载体，而后加入活性成分混合，使其负载于经修饰的预处理的炭纤维表面，即得到比表面积为1200～1800m2/g的微孔蜂窝催化剂；其中，活性成分占载体质量的2‑15％。通过本发明的梯度焙烧预处理，催化剂能够实现内部微空隙、增加接触面积，同时通过催化剂载体与活性组分间的相互作用，使得本发明的催化剂可以应用于宽温度，可长时间高效的分解臭氧产生自由基，可减少催化剂填充量，进而增加催化反应接触比表面积，有效提高臭氧的利用率，避免了能源浪费和二次污染，提高工艺处理效果。CN113171783ACN113171783A权利要求书1/2页1.一种微孔蜂窝臭氧催化剂，其特征在于：通过梯度焙烧修饰的微孔碳载体，而后加入活性成分混合，使其负载于经修饰的预处理的炭纤维表面，即得到比表面积为1200～1800m2/g的微孔蜂窝催化剂；其中，活性成分占载体质量的2‑15％。2.按权利要求1所述得到微孔蜂窝臭氧催化剂，其特征在于：所述活性成分为含锰、钛、硒、镍、铜、镧中一种或几种金属元素氧化物；其中，所述含锰的金属元素氧化物为三氧化二锰；含钛的金属元素氧化物为二氧化钛；含硒的金属元素氧化物为二氧化硒；含镍的金属元素氧化物为硫酸镍；含铜的金属元素氧化物为硫酸铜；含镧的金属元素氧化物为三氧化二镧。3.按权利要求1所述得到微孔蜂窝臭氧催化剂，其特征在于：所述梯度焙烧修饰的微孔碳载体为前驱液与碳化硅混合加热升温至250℃‑280℃，持续时间0.3‑0.5小时，处理后将预处理炭纤维加入其中，再加热升温至320℃‑380℃，并通入氮气，持续时间1‑1.5小时，而后向体系中加入磷酸，使体系PH至至3‑5，加热升温至500℃‑580℃，持续通入氮气，加热时间0.5‑1小时，待用。4.按权利要求1或3所述得到微孔蜂窝臭氧催化剂，其特征在于：所述预处理炭纤维为碳纤维在氮气保护下经380‑580℃高温焙烧60‑120min，焙烧后浸入氯化钠或氯化钾溶液中60min，取出后以其作为阳极，石墨作阴极，对碳纤维阳极化处理20‑60min，待用。5.一种权利要求1所述的微孔蜂窝臭氧催化剂的制备方法，其特征在于：通过梯度焙烧修饰的微孔碳载体，而后加入活性成分混合，使其负载于经修饰的预处理的炭纤维表面，即得到微孔蜂窝催化剂；其中，活性成分占载体质量的2‑15％。6.按权利要求5所述的微孔蜂窝臭氧催化剂的制备方法，其特征在于：1)预处理炭纤维为碳纤维在氮气保护下经380‑580℃高温焙烧60‑120min，焙烧后浸入氯化钠或氯化钾溶液中60min，取出后以其作为阳极，石墨作阴极，对碳纤维阳极化处理20‑60min，处理后清洗、干燥，待用；2)通过梯度焙烧修饰的微孔碳载体为前驱液与碳化硅混合加热升温至250℃‑280℃，持续时间0.3‑0.5小时，处理后将预处理炭纤维加入其中，再加热升温至320℃‑380℃，并通入氮气，持续时间1‑1.5小时，而后向体系中加入磷酸，使体系PH至至3‑5，加热升温至500℃‑580℃，持续通入氮气，加热时间0.5‑1小时，待用；3)催化剂获得：上述通过梯度焙烧修饰后温度降低至300℃‑380时加入活性成分，并通入氮气，当物料温度降低至150‑200℃时，加减水剂，持续1‑1.5小时，然后停止通入氮气，搅拌均匀后倒入到模具中，并快速降至常温；将所述模具中的物料冷却后脱模，得到微孔蜂窝催化剂。7.按权利要求6所述所述的微孔蜂窝臭氧催化剂的制备方法，其特征在于：所述预处理炭纤维，前驱液与碳化硅质量比为60‑80:15‑30:10‑25。8.按权利要求6所述的微孔蜂窝臭氧催化剂的制备方法，其特征在于：所述前驱液为三氧化二铝、高岭土、氧化钙混合研磨成超细微粉，充分混合后加入发泡剂、乙