[发明专利]一种臭氧净化催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种臭氧净化催化剂及其制备方法和应用。催化剂涂层以大孔、高比表面、及CeO₂和/或La₂O₃改性Al₂O₃为载体材料，活性组分采用Mn和/或Pd；制备方法是用溶胶‑凝胶法制备Al₂O₃基材料，将活性组分负载至载体材料上，经干燥焙烧固化，得到O₃净化催化剂。本发明制备的催化剂可以在高湿度、高空速和一定的温度条件下，实现O₃的快速、高效净化；催化剂完全转化温度覆盖温度宽，具有优异织构性能，高比表面积和大孔容，有利于车在高速运行时的O₃净化；催化剂粒度和颜色可设置满足不同差异要求，根据实际应用，涂敷在汽车水箱散热片，城市公交车站、站牌、报亭、道路防护栏等车流量大的公共区域或建筑物的外墙等与室外空气接触的任何允许涂敷的地方。

技术领域

本发明属于催化剂研究技术领域，尤其属于臭氧(O₃)净化催化剂研究技术领域，包括催化技术应用和与大气污染治理有关的环保技术，特别涉及一种臭氧净化催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

近地面大气环境中的臭氧(O₃)主要是由挥发性有机物和氮氧化物在光照下产生的二次污染物。参考中华人民共和国生态环境部公发的《2018中国生态环境状况公报》，2018年，全国338个地级及以上城市，O₃平均浓度为151μg/m³，较2017年的149μg/m³和2016年的138μg/m³，连续3年上升。O₃是监控的6项污染物(PM_2.5、PM₁₀、O₃、SO₂、NO₂和CO)中，2018年较2017年，唯一空气中平均浓度上升的污染物。2018年，全国338个地级及以上城市以O₃为首要污染物的天数占总超标天数的43.5％，PM_2.5为首要污染物的天数占总超标天数的44.1％，O₃和PM_2.5是城市空气污染的最主要的两大污染物。2018年，京津冀及周边地区，超标天数中，以O₃为首要污染物的天数占总超标天数的46.0％，超过了PM_2.5的40.7％，成为首要污染物。基于以上原因，空气中的O₃和当前重点治理的PM_2.5一样，需要开始重点治理。

空气中O₃的治理方法主要有活性炭吸附法、药液吸收法、热分解法、稀释法和催化分解法等。每种方法都有其优缺点和应用场景；其中活性炭吸附法、药液吸收法、热分解法和稀释法存在的问题有能耗高、产生二次污染物或处理量小等局限性，适用于局部小范围的O₃净化。催化分解法具有效率高和性能稳定等特点，是比较理想的大范围净化空气中O₃的方法，也是现有净化空气中O₃，最具有可行性的方法之一。O₃净化催化剂的活性组分主要有过渡金属和贵金属。