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CN110975610B - 一种臭氧室温分解蜂窝模块及其制备方法 - Google Patents

一种臭氧室温分解蜂窝模块及其制备方法 Download PDF

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CN110975610B CN201911375209.5A CN201911375209A CN110975610B CN 110975610 B CN110975610 B CN 110975610B CN 201911375209 A CN201911375209 A CN 201911375209A CN 110975610 B CN110975610 B CN 110975610B
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Abstract

本发明公开了一种臭氧室温分解蜂窝模块及其制备方法，以常规的铝制蜂窝为载体，采用去离子水、有机锰盐、有机镍盐、氧化铝粉、拟薄水铝石、成膜剂混合、均质化制得的催化剂浆料喷涂，经吹扫、烘干、焙烧制得成品。该臭氧室温分解蜂窝模块具有轻便抗腐蚀、风阻低、分解效率高、工作寿命长等特点，模块制备过程简便环保，无氮氧化物、硫氧化物等气态污染物以及污水排放。所制得的蜂窝模块可应用于空气中臭氧的催化分解治理，在温度‑10‑40℃、湿度30‑98RH％条件下，臭氧浓度1‑20mg/m3均可有效降解至0.02mg/m3以下，臭氧降解率超98％，可实现长时间(>3500h)有效去除臭氧的净化要求。

Description

一种臭氧室温分解蜂窝模块及其制备方法
技术领域
本发明涉及常温催化与空气污染治理技术技术领域，具体涉及一种臭氧室温分解蜂窝模块及其制备方法。
背景技术
研究表明，臭氧为主的光化学氧化剂对人体的远期危害主要体现为损伤机体膜(包括各种器官组织和细胞膜)，使心脏功能衰退，氧化组织中的弹力纤维从而促使机体提前衰老，寿命缩短。因此世界卫生组织制定了臭氧的安全标准：8小时工作环境下允许的最大浓度应低于0.10ppm。日常生活中，静电复印机、印刷机、激光打印机、传真机、静电除尘器、臭氧杀菌消毒柜、真空紫外杀菌设备等若没有处理措施，逸出的臭氧给人们健康造成了极大的威胁。近年来随着新风楼宇的普及，其中常见的高压静电除尘模块、紫外杀菌模块伴生的臭氧逸出也急需优异的臭氧分解材料对其进行治理。
目前消除臭氧的研究主要有活性炭法、热分解法、电磁波辐射分解法、药液吸收法和催化分解臭氧法。其中活性炭法去除臭氧使用寿命短，更换成本高；热分解法及电磁波辐射分解法使用能耗高；而药液吸收法则会产生废水，多见于工业含臭氧尾气治理；催化分解法多在常温下操作且只产生氧气，具有分解率高、能耗低、安全等优点，是较为理想的臭氧分解方法。催化分解法的技术核心则是高效的臭氧分解材料即臭氧分解催化剂。
催化分解法中使用的催化剂主要有以下几类：1)含锰催化剂，其中包括大比表面积的MnO2臭氧分解催化剂、以高分子材料为载体的锰氧化物臭氧分解催化剂、含银的铜锰氧化混合物臭氧分解催化剂、以及MnO2和MnCO3混合的臭氧分解催化剂。专利CN90106857采用锰、铜氧化物作为活性组分来分解臭氧；CN103272612A，CN102240567A和CN102240568A则是采用负载在分子筛和蜂窝陶瓷上的锰、铜、镍和铁氧化物作为催化剂。但氧化锰的抗湿能力和低温活性都有待于提高；2)含过渡金属氧化物的臭氧分解催化剂，这是一种具有良好的持续催化性能且廉价的材料，对脱臭、脱色、杀菌、分解有机物后剩余臭氧的分解特别有效。过渡金属主要包括铁、镍和钴，而载体多为比表面积为5～50m2/g的炭粒、沸石和水合铝。但这类催化剂的缺点是使用时必须存在一定的水汽环境；3)负载了贵金属(如金、银、铂)和TiO2的光催化臭氧消除催化剂，但这类材料必须在紫外光的照射下才能起作用，此外由于贵金属价格较高致使催化剂成本居高不下，不利于大规模商业化，且制备和处理过程也比较复杂。
已报道的臭氧分解催化剂专利文献中采用的非贵金属活性组分前驱体往往为Mn、Fe、Ni、Co、Cu等的硝酸盐、硫酸盐等无机盐类或者为EDTA类的含N螯合盐类，会致使制备过程中会产生大量的NOx、SO2气态污染物，或大量的废水等，制备过程污染大。制取的催化剂常常为粉末(共沉淀法、溶胶凝胶法等)或者颗粒样式(多见于负载催化剂，如改性活性炭、改性氧化铝等催化剂)。粉末不能直接用于现有空净装备中，需将粉末固载到一定型制的载体上方可再制成净化滤芯；颗粒负载催化剂可以直接使用但需要进行催化剂的封装制成催化滤芯模块，封装麻烦且装填后的使用风阻较大，不适用于大风量尤其是新风系统等设备上使用。
如CN106179396B中提供了一种分解臭氧的复合催化剂的制备方法，其将高锰酸盐、二价Mn盐和二价Cu盐分别各自溶解得到三种盐溶液；将这三种盐溶液迅速混合并搅拌进行氧化还原反应，然后经过过滤、清洗得到复合氧化物的滤渣；将所述滤渣加入水进行混合，形成滤渣和水的悬浊液，对所述悬浊液进行超细磨处理，充分研磨所述悬浊液后再经过冷冻干燥工艺，即得到所述分解臭氧的复合催化剂。该催化剂制备过程复杂，不仅会形成大量的洗涤废水，制成的粉末催化剂还需二次成型才能用于使用。
如CN101757933B提供了一种臭氧分解催化剂，包括：作为催化剂载体和催化剂助活性组分的金属泡沫镍；作为主活性组分通过浸渍方式覆在所述泡沫镍表面的锰或铁氧化物。其制备步骤：A、配制硝酸锰或硝酸锰铁构成的活性组分溶液；B、将作为载体的泡沫镍浸渍所述活性组分溶液；C、将浸渍后的载体烘干，并在一定温度下烘烧。该专利采用的硝酸锰及硝酸铁焙烧时会产生大量的NOx废气，且负载泡沫镍孔径小设备中使用时风阻大、能耗高。
如CN106824218B提供了一种高效耐湿臭氧分解催化剂及其制备方法，发明的高效耐湿臭氧分解催化剂以锰、铜、镍和钴的氧化物作为活性组分，方法为溶胶凝胶法，制备过程为将四水合硝酸锰、三水合硝酸铜、六水合硝酸镍和六水合硝酸钴溶于去离子水中得到硝酸盐溶液，将硝酸盐溶液缓慢加入柠檬酸和阳离子表面活性剂的混合溶液中，通过氨水调节混合溶液的酸碱度后恒温搅拌得到凝胶，将凝胶经干燥后进行煅烧得到臭氧分解催化剂。该方法采用的活性组分前驱物皆是硝酸盐，得到的凝胶焙烧时会放出大量的NOx，且凝胶焙烧得到的为粉末材料，在空气净化设备中很难直接使用，需进行二次成型或者型制基材上负载后才可制成滤芯使用。
因此，制备过程绿色环保、降解效率高、寿命长、可直接简便使用的臭氧分解材料对空气中臭氧的治理显得尤为重要，并可促进材料生产、后端治理全链条无污染排放的真正绿色环保理念推进，而不是后端消除污染、前端材料生产制造污染的伪环保。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种具有轻便抗腐蚀、风阻低、分解效率高、工作寿命长等特点，模块制备过程简便环保，无氮氧化物、硫氧化物等气态污染物以及污水排放的臭氧室温分解蜂窝模块及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种臭氧室温分解蜂窝模块，其创新点在于：包括铝制蜂窝、去离子水、有机锰盐、有机镍盐、氧化铝粉、拟薄水铝石和成膜剂，所述铝制蜂窝为载体，所述去离子水、有机锰盐、有机镍盐、氧化铝粉、拟薄水铝石和成膜剂经混合、均质化制得催化剂浆料，所述催化剂浆料喷涂在铝制蜂窝上，再经吹扫、烘干、焙烧制得成品。
进一步的，所述催化剂浆料由以下重量份的组分制备而成：
Figure BDA0002340770240000041
一种臭氧室温分解蜂窝模块的制备方法，其创新点在于，包括以下步骤：
1)催化剂浆料混合、均质：以重量份计，称取100份去离子水、20-40份氧化铝粉、2-10份有机锰盐、2-10份有机镍盐、2-5份拟薄水铝石、2-10份成膜剂倒入混料桶中，开启升降搅拌机头以300-700rpm混合20-30min，再用升降高速剪切乳化机5000-8000rpm对混合料进行均质化处理30-60min，即得催化剂浆料；
2)催化剂浆料喷涂：将浆料泵入口管插入催化剂浆料桶内，出口管与喷枪料管连接，喷枪气源接压缩空气罐，喷枪喷嘴悬挂于传送网带上方固定架，并将铝蜂窝平铺放置于传送网带上，喷嘴喷施方向与铝蜂窝横截面呈45o角，距离截面5-10cm，单个喷嘴雾化覆盖直径为5-15cm，可根据喷涂铝蜂窝尺寸调整喷嘴个数；喷涂时，开启传送网带并开启浆料泵及喷枪，对铝蜂窝进行喷涂，喷涂气压控制在0.3-0.5MPa，调节浆料泵给料速度及传送带走速确保喷涂量达铝蜂窝体积的5％-35％；该工艺可以实现浆料的零浪费且没有常规浸渍法的污水排放问题；
3)蜂窝模块吹扫：喷涂有催化剂浆料的铝蜂窝从喷涂区传送出后，在传送网带上方及下方均设置吹扫口，吹扫气源接空压罐，吹扫风压设置0.1-0.3MPa，风速0.5-1m/s，吹扫风口为扁平型，隙口0.5-1mm，宽15cm，根据蜂窝模块尺寸调整吹风口数量，以防膜层分布不匀及滴液；吹落的浆料可回收用于浆料喷涂工段；
4)蜂窝模块干燥：传送网带将吹扫后的蜂窝模块进入鼓风干燥区，80℃干燥30min；130℃干燥30min；该两段干燥程序确保喷涂层的平整不起泡，降低后期剥落风险；
5)蜂窝模块焙烧：传送网带将干燥后蜂窝模块进入焙烧区，350-450℃焙烧60min，焙烧后进入常温冷却区冷却至室温即制得臭氧室温分解蜂窝模块；该焙烧过程主要是将有机锰盐、有机镍盐焙烧分解为活性氧化物，并进一步提高喷涂层与铝蜂窝基材的结合力。
进一步的，所述铝制蜂窝材质为可耐受400℃加热3h以上无变形及垮塌，表面无灰尘油脂或杂质的铝或铝合金。利于在其表面的活性组分附着以及后期热加工，铝制蜂窝孔径可调、尺寸可调，可于市场批量采购，廉价易得，轻便抗臭氧腐蚀，担载活性组分后的模块只需简单地裁切拼装即可制成低风阻的臭氧净化滤芯。
进一步的，所述氧化铝粉的晶型为γ型，粒度800-1000目。该粒度及晶型可以实现Mn-Ni焙烧组分的高度分散，促进提升催化剂活性。
进一步的，所述有机锰盐为锰的醋酸盐、草酸盐、柠檬酸盐中的任意一种。可保证焙烧分解气态产物仅有CO2和H2O，折合相应MnO2重量占氧化铝粉的2-6wt％，焙烧后生成的MnOx为臭氧分解主活性成分之一。
进一步的，所述有机镍盐为镍的醋酸盐、草酸盐、柠檬酸盐的中任意一种。可保证焙烧分解气态产物仅有CO2和H2O，折合相应NiO重量占氧化铝粉的2-6wt％，焙烧后生成的NiOx为臭氧分解主活性成分之一。
进一步的，所述成膜剂主要由聚乙烯醇、磷酸、铝溶胶、丙烯酸树脂乳液按1:2:7:10质量比混合。其中聚乙烯醇及丙烯酸树脂乳液为有机黏结成分用于增强喷涂膜低温平整及与粘结性，磷酸及铝溶胶为无机黏结成分用于增强喷涂层与基材的高温结合力。
进一步的，所述催化剂浆料所用的拟薄水铝石，因拟薄水铝石可在高温脱水与氧化铝及铝板间形成较好的键连，可增强氧化铝粉末与蜂窝铝基材高温黏结度。
本发明有益效果为：
本发明工艺设计科学合理，蜂窝模块选用的基材铝蜂窝轻便易加工，制取的分解蜂窝模块可直接裁切拼装制成滤芯，使用时风阻极小，组装成本低；蜂窝模块选用的催化剂浆料以有机锰、有机镍为主要活性成分前驱体，制备时无NOx、SOx等废气等排放，绿色环保；制备方法采用浆料喷涂方法，基于逐段升温式网带窑工艺，制备过程简便可控，无废液；臭氧室温分解蜂窝模块性能卓越，除臭氧快速有效，运行时效长，可耐受低温及高湿度。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例中所用原料规格：氧化铝粉，γ-Al2O3，纯度99％，1000目；醋酸锰为四水盐Mn(CH3COO)2·4H2O，纯度99.5％；草酸锰为二水盐MnC2O4·2H2O，纯度99.5％；柠檬酸锰为无水Mn3(C6H5O7)2，纯度99.5％；醋酸镍为四水盐Ni(CH3COO)2·4H2O，纯度99.5％；草酸镍为无水盐NiC2O4，纯度99.5％，1000目；柠檬酸镍为无水Ni3(C6H5O7)2，纯度98％；拟薄水铝石，比表面积250m2/g，1000目；聚乙烯醇为PVA1788，160目粉末；磷酸，含量85％，本发明中所列配置量均以溶液量计；铝溶胶，固含量20％，pH3-5，一次性粒子10-20nm，本发明中所列配置量均以溶液量计；丙烯酸树脂乳液，固含量36％，粘度500-1200mPa·s本发明中所列配置量均以乳液量计；实施例所列载体铝蜂窝，孔道六边形，孔边长3mm，铝箔厚度0.06mm，蜂窝板长1600mm，宽1200mm，厚度10mm。
以下通过实例进一步说明本发明：
实施例1
一种臭氧室温分解蜂窝模块的制备方法，包括以下步骤：
1)称取1000g去离子水、300gγ-Al2O3、16.9g Mn(CH3COO)2·4H2O、20.0g Ni(CH3COO)2·4H2O、20g拟薄水铝石、30g成膜剂(1.5g聚乙烯醇、3.0g磷酸、10.5g铝溶胶、15g丙烯酸树脂乳液)倒入混料桶中，开启升降搅拌机头以600rpm混合30min，再用升降高速剪切乳化机8000rpm对混合料进行均质化处理60min，即得催化剂浆料；
2)催化剂浆料喷涂：将浆料泵入口管插入催化剂浆料桶内，出口管与喷枪料管连接，喷枪气源接压缩空气罐，喷枪喷嘴悬挂于传送网带上方固定架，并将铝蜂窝平铺放置于传送网带上，喷嘴喷施方向与铝蜂窝横截面呈45°角，距离截面5-10cm，单个喷嘴雾化覆盖直径为5-15cm，8个喷嘴；喷涂时，开启传送网带(5m/h)并开启浆料泵及喷枪，对铝蜂窝进行喷涂，喷涂气压控制在0.3-0.5MPa，单块蜂窝板喷涂给液量为960g，即给液速度为3000g/h；
3)蜂窝模块吹扫：喷涂有催化剂浆料的铝蜂窝从喷涂区传送出后(传送速度5m/h)，在传送网带上方及下方均设置吹扫口，吹扫气源接空压罐，吹扫风压设置0.1-0.3MPa，风速0.5-1m/s，吹扫风口为扁平型，隙口0.5-1mm，宽15cm，上下各9个吹风口，以防膜层分布不匀及滴液；
4)蜂窝模块干燥：传送网带将吹扫后的蜂窝模块进入鼓风干燥区(传送速度5m/h)，80℃干燥30min；130℃干燥30min；
5)蜂窝模块焙烧：传送网带(传送速度5m/h)将干燥后蜂窝模块进入焙烧区，380-400℃焙烧60min，焙烧后进入常温冷却区冷却至室温即制得臭氧室温分解蜂窝模块。
将制得的蜂窝模块裁切出一片为363X275X10mm装于空气净化器中，风量300m3/h，进风速度1.5m/s，于30m3国家标准净化仓内测试，初始臭氧浓度1.28mg/m3，温度22℃，湿度60％RH，20min室内浓度降为0.02mg/m3，降解率>98.4％。
实施例2
一种臭氧室温分解蜂窝模块的制备方法，包括以下步骤：
1)称取1000g去离子水、250gγ-Al2O3、15.4g MnC2O4·2H2O、25.0gNi(CH3COO)2·4H2O、25g拟薄水铝石、30g成膜剂(1.5g聚乙烯醇、3.0g磷酸、10.5g铝溶胶、15g丙烯酸树脂乳液)倒入混料桶中，开启升降搅拌机头以500rpm混合30min，再用升降高速剪切乳化机7000rpm对混合料进行均质化处理60min，即得催化剂浆料；
2)催化剂浆料喷涂：将浆料泵入口管插入催化剂浆料桶内，出口管与喷枪料管连接，喷枪气源接压缩空气罐，喷枪喷嘴悬挂于传送网带上方固定架，并将铝蜂窝平铺放置于传送网带上，喷嘴喷施方向与铝蜂窝横截面呈45°角，距离截面5-10cm，单个喷嘴雾化覆盖直径为5-15cm，8个喷嘴；喷涂时，开启传送网带(5m/h)并开启浆料泵及喷枪，对铝蜂窝进行喷涂，喷涂气压控制在0.3-0.5MPa，单块蜂窝板喷涂给液量为1152g，即给液速度为3600g/h；
3)蜂窝模块吹扫：喷涂有催化剂浆料的铝蜂窝从喷涂区传送出后(传送速度5m/h)，在传送网带上方及下方均设置吹扫口，吹扫气源接空压罐，吹扫风压设置0.1-0.3MPa，风速0.5-1m/s，吹扫风口为扁平型，隙口0.5-1mm，宽15cm，上下各9个吹风口，以防膜层分布不匀及滴液；
4)蜂窝模块干燥：传送网带将吹扫后的蜂窝模块进入鼓风干燥区(传送速度5m/h)，80℃干燥30min；130℃干燥30min；
5)蜂窝模块焙烧：传送网带(传送速度5m/h)将干燥后蜂窝模块进入焙烧区，400-420℃焙烧60min，焙烧后进入常温冷却区冷却至室温即制得臭氧室温分解蜂窝模块。
将制得的蜂窝模块裁切出一片为363X275X10mm装于空气净化器中，风量300m3/h，进风速度1.5m/s，于30m3国家标准净化仓内测试，初始臭氧浓度10.81mg/m3，温度25℃，湿度90％RH，50min室内浓度降为0.02mg/m3，降解率>99.8％。
实施例3
一种臭氧室温分解蜂窝模块的制备方法，包括以下步骤：
1)称取1000g去离子水、350gγ-Al2O3、28.8g MnC2O4·2H2O、17.3g Ni3(C6H5O7)2、30g拟薄水铝石、35g成膜剂(1.8g聚乙烯醇、3.5g磷酸、12.2g铝溶胶、17.5g丙烯酸树脂乳液)倒入混料桶中，开启升降搅拌机头以700rpm混合30min，再用升降高速剪切乳化机8000rpm对混合料进行均质化处理60min，即得催化剂浆料；
2)催化剂浆料喷涂：将浆料泵入口管插入催化剂浆料桶内，出口管与喷枪料管连接，喷枪气源接压缩空气罐，喷枪喷嘴悬挂于传送网带上方固定架，并将铝蜂窝平铺放置于传送网带上，喷嘴喷施方向与铝蜂窝横截面呈45o角，距离截面5-10cm，单个喷嘴雾化覆盖直径为5-15cm，8个喷嘴；喷涂时，开启传送网带(5m/h)并开启浆料泵及喷枪，对铝蜂窝进行喷涂，喷涂气压控制在0.3-0.5MPa，单块蜂窝板喷涂给液量为1344g，即给液速度为4200g/h；
3)蜂窝模块吹扫：喷涂有催化剂浆料的铝蜂窝从喷涂区传送出后(传送速度5m/h)，在传送网带上方及下方均设置吹扫口，吹扫气源接空压罐，吹扫风压设置0.1-0.3MPa，风速0.5-1m/s，吹扫风口为扁平型，隙口0.5-1mm，宽15cm，上下各9个吹风口，以防膜层分布不匀及滴液；
4)蜂窝模块干燥：传送网带将吹扫后的蜂窝模块进入鼓风干燥区(传送速度5m/h)，80℃干燥30min；130℃干燥30min；
5)蜂窝模块焙烧：传送网带(传送速度5m/h)将干燥后蜂窝模块进入焙烧区，410-430℃焙烧60min，焙烧后进入常温冷却区冷却至室温即制得臭氧室温分解蜂窝模块。
将制得的蜂窝模块裁切出一片为363X275X10mm装于空气净化器中，风量300m3/h，进风速度1.5m/s，于30m3国家标准净化仓内测试，初始臭氧浓度2.73mg/m3，温度25℃，湿度95％RH，30min室内浓度降为0.02mg/m3，降解率>99.2％。
实施例4
一种臭氧室温分解蜂窝模块的制备方法，包括以下步骤：
1)称取1000g去离子水、350gγ-Al2O3、29.1g Mn3(C6H5O7)2、13.7g NiC2O4、35g拟薄水铝石、50g成膜剂(2.5g聚乙烯醇、5g磷酸、17.5g铝溶胶、25.0g丙烯酸树脂乳液)倒入混料桶中，开启升降搅拌机头以700rpm混合30min，再用升降高速剪切乳化机8000rpm对混合料进行均质化处理60min，即得催化剂浆料；
2)催化剂浆料喷涂：将浆料泵入口管插入催化剂浆料桶内，出口管与喷枪料管连接，喷枪气源接压缩空气罐，喷枪喷嘴悬挂于传送网带上方固定架，并将铝蜂窝平铺放置于传送网带上，喷嘴喷施方向与铝蜂窝横截面呈45°角，距离截面5-10cm，单个喷嘴雾化覆盖直径为5-15cm，8个喷嘴；喷涂时，开启传送网带(5m/h)并开启浆料泵及喷枪，对铝蜂窝进行喷涂，喷涂气压控制在0.3-0.5MPa，单块蜂窝板喷涂给液量为1344g，即给液速度为4200g/h；
3)蜂窝模块吹扫：喷涂有催化剂浆料的铝蜂窝从喷涂区传送出后(传送速度5m/h)，在传送网带上方及下方均设置吹扫口，吹扫气源接空压罐，吹扫风压设置0.1-0.3MPa，风速0.5-1m/s，吹扫风口为扁平型，隙口0.5-1mm，宽15cm，上下各9个吹风口，以防膜层分布不匀及滴液；
4)蜂窝模块干燥：传送网带将吹扫后的蜂窝模块进入鼓风干燥区(传送速度5m/h)，80℃干燥30min；130℃干燥30min；
5)蜂窝模块焙烧：传送网带(传送速度5m/h)将干燥后蜂窝模块进入焙烧区，430-450℃焙烧60min，焙烧后进入常温冷却区冷却至室温即制得臭氧室温分解蜂窝模块。
将制得的蜂窝模块裁切出一片为363X275X10mm装于空气净化器中，风量300m3/h，进风速度1.5m/s，于30m3国家标准净化仓内测试，初始臭氧浓度1.11mg/m3，温度21℃，湿度98％RH，20min室内浓度降为0.01mg/m3，降解率>99％。
对比例1
将未喷涂的空白1600X1200X10mm蜂窝板裁切出一片为363X275X10mm装于空气净化器中，风量300m3/h，进风速度1.5m/s，于30m3国家标准净化仓内测试，初始臭氧浓度1.43mg/m3，温度25℃，湿度56％RH，60min室内浓度降为0.54mg/m3，60min降解率仅为62.2％。
对比例2
将市售的除臭氧颗粒碳(300g)装填制成363X275X10mm滤芯装于空气净化器中，风量300m3/h，进风速度1.5m/s，于30m3国家标准净化仓内测试，初始臭氧浓度1.25mg/m3，温度23℃，湿度80％RH，60min室内浓度降为0.07mg/m3，60min降解率为95％。
表一为各实施例与对比例所制得的蜂窝模块及市售的除臭氧颗粒碳使用后的降解率对比表。
Figure BDA0002340770240000121
Figure BDA0002340770240000131
表一
综上所述，本发明所制备的蜂窝模块可应用于空气中臭氧的催化分解治理，在温度-10-40℃、湿度30-98RH％条件下，臭氧浓度1-20mg/m3均可有效降解至0.02mg/m3以下，臭氧降解率超98％，可实现长时间(>3500h)有效去除臭氧的净化要求。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种臭氧室温分解蜂窝模块的制备方法，其特征在于：包括铝制蜂窝、去离子水、有机锰盐、有机镍盐、氧化铝粉、拟薄水铝石和成膜剂，所述铝制蜂窝为载体，所述去离子水、有机锰盐、有机镍盐、氧化铝粉、拟薄水铝石和成膜剂经混合、均质化制得催化剂浆料，所述催化剂浆料喷涂在铝制蜂窝上，再经吹扫、烘干、焙烧制得成品；且制备方法包括以下步骤：
1)催化剂浆料混合、均质：以重量份计，称取100份去离子水、20-40份氧化铝粉、2-10份有机锰盐、2-10份有机镍盐、2-5份拟薄水铝石、2-10份成膜剂倒入混料桶中，开启升降搅拌机头以300-700rpm混合20-30min，再用升降高速剪切乳化机5000-8000rpm对混合料进行均质化处理30-60min，即得催化剂浆料；
2)催化剂浆料喷涂：将浆料泵入口管插入催化剂浆料桶内，出口管与喷枪料管连接，喷枪气源接压缩空气罐，喷枪喷嘴悬挂于传送网带上方固定架，并将铝蜂窝平铺放置于传送网带上，喷嘴喷施方向与铝蜂窝横截面呈45°角，距离截面5-10cm，单个喷嘴雾化覆盖直径为5-15cm，可根据喷涂铝蜂窝尺寸调整喷嘴个数；喷涂时，开启传送网带并开启浆料泵及喷枪，对铝蜂窝进行喷涂，喷涂气压控制在0.3-0.5MPa，调节浆料泵给料速度及传送带走速确保喷涂量达铝蜂窝体积的5％-35％；
3)蜂窝模块吹扫：喷涂有催化剂浆料的铝蜂窝从喷涂区传送出后，在传送网带上方及下方均设置吹扫口，吹扫气源接空压罐，吹扫风压设置0.1-0.3MPa，风速0.5-1m/s，吹扫风口为扁平型，隙口0.5-1mm，宽15cm，根据蜂窝模块尺寸调整吹风口数量，以防膜层分布不匀及滴液；
4)蜂窝模块干燥：传送网带将吹扫后的蜂窝模块进入鼓风干燥区，80℃干燥30min；130℃干燥30min；
5)蜂窝模块焙烧：传送网带将干燥后蜂窝模块进入焙烧区，350-450℃焙烧60min，焙烧后进入常温冷却区冷却至室温即制得臭氧室温分解蜂窝模块。
2.根据权利要求1所述的一种臭氧室温分解蜂窝模块的制备方法，其特征在于：所述催化剂浆料由以下重量份的组分制备而成：
Figure FDA0003297201090000021
3.根据权利要求1所述的一种臭氧室温分解蜂窝模块的制备方法，其特征在于：所述铝制蜂窝材质为可耐受400℃加热3h以上无变形及垮塌，表面无灰尘油脂或杂质的铝或铝合金。
4.根据权利要求1所述的一种臭氧室温分解蜂窝模块的制备方法，其特征在于：所述氧化铝粉的晶型为γ型，粒度800-1000目。
5.根据权利要求1所述的一种臭氧室温分解蜂窝模块的制备方法，其特征在于：所述有机锰盐为锰的醋酸盐、草酸盐、柠檬酸盐中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种臭氧室温分解蜂窝模块的制备方法，其特征在于：所述有机镍盐为镍的醋酸盐、草酸盐、柠檬酸盐的中任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种臭氧室温分解蜂窝模块的制备方法，其特征在于：所述成膜剂主要由聚乙烯醇、磷酸、铝溶胶、丙烯酸树脂乳液按1:2:7:10质量比混合。
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