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Mn0.8Cu0.2Fe2O4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Mn0.8Cu0.2Fe2O4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Mn0.8Cu0.2Fe2O4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Mn0.8Cu0.2Fe2O4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℃。
6.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4中,扩孔剂为分子量4000‑6000的聚乙二醇,助分散剂为平平加,消泡剂为高分子改性醇;Mn0.8Cu0.2Fe2O4粉体:钙钛矿型TiNbO5片状纳米溶胶:扩孔剂:助分散剂:消泡剂=(10~40g):100ml:5g:2.5g:0.1g,采用粗锆珠进行一次粗调、细锆珠进行二次细调,得到浆液pH=7‑9,粒径≤5μm。涂覆后蜂窝催化剂的干燥温度105~120℃,煅烧温度为400‑
500℃,煅烧时间2‑6h。
7.根据权利要求1所述一种钙钛矿与尖晶石复合型臭氧分解催化剂,其特征在于,采用具有钙钛矿结构的层状钛铌酸钾(KTiNbO5)和掺配型尖晶石A1‑xMxB2O4结构的Mn0.8Cu0.2Fe2O4制备臭氧分解催化剂,其中层状钛铌酸形成的纳米片主要作为尖晶石活性组分的胶黏剂和分散剂,同时作为钙钛矿本身又具有一定臭氧分解作用,实现了臭氧分解催化剂的成型,以及钙钛矿和尖晶石分解臭氧的协同作用。