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。 国内外催化分解臭氧的各类催化剂研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_4357.html