[发明专利]钛锆分子筛高效分解臭氧

说明书

技术领域

本发明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。本发明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0.01～100mg/m³臭氧稳定地高效地分解成氧气。 

本发明还涉及上述催化剂的制备方法和在去除臭氧中的应用。 

背景技术

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0.2～1.0mg/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1.88～18.8mg/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℃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。 

本发明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。 

发明内容

本发明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。 

本发明的另一个目的是提供上述催化剂的制备方法。 

本发明的目的是通过以下技术方案来实现 

本发明提供的催化材料，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℃恒温12～48h，自然冷却后，过滤、洗涤，在100～150℃干燥10～24h，然后在200～700℃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1～24h，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℃干燥8～24h，在200～800℃空气下焙烧1～24h，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。 

本发明技术效果 

本发明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0.01～100mg/m³的臭氧全部去除，适用于空气中臭氧的消除。 

本发明的优点 

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。 

具体实施方式

实施例一