[发明专利]一种臭氧分解复合催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及臭氧分解催化剂技术领域，特别涉及一种臭氧分解复合催化剂及其制备方法。

背景技术

臭氧（O₃）对地球生命有重要意义，臭氧层能吸收阳光中波长306.3nm以下的紫外线，是人类和地球生命赖以生存的保护伞，保护其免遭过强紫外线伤害。然而近地O₃污染和室内O₃却会对人体及生态系统产生严重危害。研究表明，当O₃浓度超过0.05ppm时，已经对人体健康造成危害，超过0.1ppm时，直接对人体的呼吸和运动机能造成影响。O₃会造成人的神经中毒，头晕头痛、视力下降、记忆力衰退。室内O₃与不同有机物质发生的化学反应和产物非常复杂，反应产物包括致癌物质如甲醛、丙烯醛等，刺激性物质如羰基、二羰基、酸类等，以及自由基、二级有机气溶胶等。过高浓度近地O₃对植物生长存在毒害作用，影响其生长和作物产量。O₃是极具腐蚀性的气体，能加速多种高分子材料的降解和老化变质，对多种金属及无机材料也有强烈的腐蚀作用，由此造成的损失估计全球每年达到数十亿美元。由此可见，O₃对环境的影响是如此之大。因此，近地和室内O₃所造成的危害一定要引起人们的高度重视。

国外对于O₃的健康机理研究和控制技术研究始于上世纪80年代，除了构建了完善的监控网络外，重要的是制订了相应的电器产品监测标准，其中UL867标准（静电式空气净化器）中，专门规定了空气净化器的O₃浓度控制检测方法。日本的NIKKI和美国的ingelhard公司是专门生产催化剂的公司，在O₃催化净化过滤器产品中拥有多项专利和企业标准。瑞典的VOlVO汽车公司开发的airmpro汽车水箱涂料，专门用于环境O₃消除。国际奥委会也对比赛时的O₃浓度进行了明确的规定，当环境O₃浓度高于0.080ppm时，多数剧烈运动竞技项目不得举行。美国国家科学院和国家工程院还为此成立了专门的机构，加强对O₃污染问题的研究。

国内对于近地O₃和室内O₃污染的研究起步较晚，但近几年随着对O₃污染危害的重视，专门用于低浓度O₃催化净化的产品日趋增多，例如用于静电式空气净化器的O₃过滤器，复印机、激光打印机上的O₃过滤器，中央空调新风系统O₃过滤器等产品逐渐增多，但是，国内尚没有此类产品核心部件——O₃过滤器的检测标准。国内目前可以参考的检测标准是UL867《静电式空气净化器》，但仅适合于静电式空气净化器的整机检测。

当前臭氧污染的控制途径及存在的问题：

目前主要的O₃分解方法有稀释法、洗涤法（药液吸收法）、热分解法，电磁波辐射分解法，活性炭吸附法，催化分解法等。

稀释法用通风系统内的新鲜空气稀释含O₃的尾气。但直接达到排放尾气 1.46×10 ^-9 mol·L^-1的O₃安全目标所需的稀释比很高。所以此法只有在剩余O₃进一步利用，确保适当的大气稀释比如8～10，配接排气烟筒之后才是切实可行的。优点是运行成本低，设备简单；主要问题是噪音过大，效果一般。

洗涤法。在喷淋塔内用水来洗涤尾气，去除其中的O₃。缺点是设备庞大，效果一般。

热分解法。O₃在空气中比在水中更稳定，室温下O₃在气相的半衰期4～16hr不等。空气中O₃的热分解早在 30℃ 即已开始，在40～50℃时显著。在200℃下一分钟内O₃分解大约是70%， 230℃时 92%～95%。在 270℃或以上时， 1～2s反应时间内达到100%分解。因此热分解法是当前用于消除尾气所含O₃使用最广泛的技术，主要工艺有单通道电阻加热、通过热交换加热、加热并过热燃烧三种方式。但当前的热分解法需要能量供给，设备也比较复杂。