[发明专利]一种钙钛矿与尖晶石复合型臭氧分解催化剂

权利要求书

1.一种钙钛矿与尖晶石复合型臭氧分解催化剂，其特征在于，包括：蜂窝堇青石支撑结构，钙钛矿型TiNbO₅和尖晶石型Mn_0.8Cu_0.2Fe₂O₄复合结构；所述蜂窝堇青石支撑结构为一定目数和长度的蜂窝载体，钙钛矿TiNbO₅结构为层状KTiNbO₅经酸化、层离后形成的二维纳米片，尖晶石Mn_0.8Cu_0.2Fe₂O₄结构为锰、铁、铜高温形成的复合氧化物粉体；该复合型催化剂可以在室温下将臭氧催化分解成氧气，减少臭氧排放污染。

2.一种如权利要求1所述钙钛矿与尖晶石复合型臭氧分解催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将K₂CO₃、TiO₂、Nb₂O₅按照物质的量之比为1:2:1，分散在乙醇和水溶液中，搅拌下缓慢蒸干水分和乙醇，将得到的固体在1100℃下煅烧24h，得到KTiNbO₅；将1g KTiNbO₅分散到100ml 2mol/L硝酸水溶液中，室温搅拌7天后，过滤洗涤干燥得HTiNbO₅；取1g HTiNbO₅分散到100ml去离子水中，加入质量分数为25％四丁基氢氧化铵溶液，调节到一定pH值，室温搅拌一段时间后，一定转速下离心取上层胶状液体，得到钙钛矿型TiNbO₅纳米片状溶胶；

步骤2、将醋酸锰、硝酸铜、硝酸铁按金属离子之比为4:1:10，加入到2mol/L柠檬酸水溶液中，充分搅拌后在一定温度下蒸干后高温煅烧一定时间，得到尖晶石型Mn_0.8Cu_0.2Fe₂O₄粉体。

步骤3、取一定目数和长度的堇青石载体，加入一定浓度的稀硝酸溶液中，加热煮沸一定时间后，用水冲洗，一定温度下干燥得到表面预处理的堇青石。

步骤4、将一定量的尖晶石Mn_0.8Cu_0.2Fe₂O₄粉体，加入到钙钛矿型TiNbO₅片状纳米溶胶中，加入一定量的扩孔剂、助分散剂、消泡剂，通过二次调浆，最终调制成具有一定pH和粒径的涂覆浆液。利用涂覆机将浆液涂覆到经过表面预处理的堇青石上，在一定温度下干燥、煅烧后得到钙钛矿与尖晶石复合型臭氧分解催化剂。

3.根据权利要求2所述一种钙钛矿与尖晶石复合型臭氧分解催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，不采取固相研磨，采用乙醇和水分散后蒸干，使K₂CO₃、TiO₂、Nb₂O₅充分混合，利于后续煅烧；加入四丁基氢氧化铵后pH值范围为9-12，搅拌时间1-7天，离心转速9000-12000rpm。

4.根据权利要求2所述一种钙钛矿与尖晶石复合型臭氧分解催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2中，蒸干温度60-95℃，煅烧温度600-900℃，煅烧时间2-6h。

5.根据权利要求2所述一种钙钛矿与尖晶石复合型臭氧分解催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤3中，堇青石目数50-200目，长度50-350mm，稀硝酸浓度为0.1-1mol/L，煮沸时间0.5-1h，干燥温度100-120℃。