国内外催化分解臭氧的各类催化剂研究现状
时间:2017-03-20 22:07 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 采用催化剂对臭氧进行催化分解是国内外研究最多的分解方法，也是最有效的方法之一。催化剂的类型多种多样，制备方法也各不相同。1 含过度金属氧化物的臭氧分解催化剂[6]这是一种具有良好的持续催化性能的廉价的臭氧分解催化剂，对脱臭、脱色、杀菌、分解有机物后剩余臭氧的分解特别有效。该催化剂由比表面积为5 m2/g~50 m2/g，含Fe，Co，Ni等过渡金属的多孔质碳粒和类水铝矿型水合铝以及沸石构成的。臭氧先被催化剂的铝表面吸附，再在多孔质碳粒上进行下列反应：6710 2O3→3O2 3C+2O3→3CO2 （1） 铁氧化的催化剂 这是一种将Fe2O3负载到硅铝上得到的催化剂。Fe2O3由Fe的氢氧化物制得，再将其与铝矽酸盐混合做成颗粒状煅烧得到催化剂。当O3浓度为50mg/m3，空速为5000h-1时，在30℃~80℃下，催化剂的臭氧分解率达到92%以上。D.Mechandjiev等人采用α-Fe2O3作为催化剂，其通过Fe(NO3)3在500℃下煅烧5h得到。当O3浓度为500mg/m3，空速为27000h-1时，在65℃催化剂的臭氧分解率为95%。 （2） 钴氧化物的催化剂 这是一种将Co3O4负载到沸石上得到的催化剂。Co3O4由CoCl2得到，含量2.14%。当O3浓度为1000mg/m3，空速为8668h-1时，分解3h催化剂的臭氧分解率为100%。K．Kodama在其申请的专利中是将CoOx与NiOx负载到硅胶上得到的催化剂。CoOx由Co3O3•Co(OH)2在330℃下煅烧48h得到，其含量为55%~75%；NiOx由NiOOH在200℃下煅烧3h得到。当O3浓度为1500mg/m3，空速为4000h-1时，在50℃下分解150h催化剂的臭氧分解率为97%。 （3） 镍氧化物的催化剂 该种催化剂是将NiO负载到γ-Al2O3上得到。NiO由Ni(NO3)2•6H2O制得，其含量为9%当O3浓度为2000mg/m3，空速为1000h-1时，在77℃下催化剂的臭氧分解率为100%。 2 含贵金属的臭氧分解催化剂 这是一种含Pt，Pd，Rh等贵金属，具有良好催化性能的臭氧分解催化剂。其成本也较为昂贵。J.C.Chang采用将含量在0.0024%~0.47%的Pt，0.038%~0.75%的Pd负载到Al2O3上制得催化剂。Pt由H2PtCl6•6H2O得到，Pd由PdCl2得到，Al2O3由Al溶胶得到。当 浓度为0.5mg/m3，空速为5000h-1时，分解822h臭氧分解率为100%。还有一种催化剂是将Pt，Re负载到活性碳和硅藻土上。Pt，Re之比为2~10：1。当 浓度为10mg/m时，在20℃下分解24h催化剂的臭氧分解率为81%。 也有催化剂是将Pt，Pd，Rh负载到Al2O3上得到。贵金属的含量为每平方英尺10g~150g。Pt，Pd，Rh通过其硝酸盐或卤化物制得，其对臭氧的催化分解效果也相当理想。 3 含钛的臭氧分解催化剂 它是一种含TiO2的具有良好催化性能的催化剂。其中TiO2常与SiO2，Ag2O，Al2O3，MnO2，Pd等结合共同进行催化作用。TiO2主要以锐钛矿构型为主，控制煅烧温度在500℃以下可得到锐钛矿，其催化性能远远高于其同质异构体金红石型。 4 含锰催化剂[7-12] 贵金属氧化物作为臭氧分解活性物质，价格昂贵不适合工业化生产。从经济方便、适用的角度出发，近年来以氧化锰为臭氧分解的活性物质研究居多 （1） 臭氧分解催化剂 它是利用大比表面积（BET值）的MnO2开发的一种臭氧分解效率高，长时间使用后其催化性能不降低的分解臭氧催化剂。其表面有大量的凹凸气孔，平均粒径为0.1mm~0.5mm。BET 值为150m2/g。即采用MnO2作为骨架的凹凸表面呈网状的活性催化剂。 （2） 以高分子材料为载体的锰氧化物臭氧分解催化剂[13] 它是一种不用粘结剂，不用高温烧结的廉价且分解性能好的臭氧分解催化剂。它是将含有羟基（OH）或C=C双键的高分子载体，浸泡于高锰酸盐（KMnO4或NaMnO4）的溶液中，在80℃以下干燥后得到的催化剂。高分子载体形状多为纸状，纤文状，蜂窝状，网眼状或絮状。这些形状表面积大且通气性好。 (责任编辑：qin) |