[发明专利]一种空气气氛下降解六氟化硫的基于锰单质的催化材料

说明书

本发明公开了一种空气气氛下降解六氟化硫的基于锰单质的催化材料，属于材料技术领域，其特征在于：所述锰基催化材料以金属锰单质作为活性位点中心，以碳化硅、二氧化硅、累托石、莫来石、水滑石材料中的一种或多种作为载体，所述锰基催化材料可用于在空气气氛下对六氟化硫进行催化降解；本发明制备的锰基催化材料，可以在空气气氛下降解六氟化硫，区别于以往需要在氮气或氩气的保护气氛下降解的技术，十分符合实际情况，有巨大的实用潜能，且通过简单的物理研磨方法可制备而得，无需烧结，工艺简单，加工成本低，适合大规模生产。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体涉及到一种空气气氛下降解六氟化硫的基于锰单质的催化材料，属于污染气体防治的环境保护技术领域。

背景技术

近年来，能源，经济，环境和气候变化已成为全球重大问题，如果不采取进一步行动来减少全球温室气体排放，全球变暖将越来越严重。六氟化硫是全球主要的温室气体之一，能在大气中稳定存在长达3200年，温室效应潜能约为同等数量二氧化碳的23900倍，因此，六氟化硫是温室效应最强的温室气体。而由于六氟化硫具有出色的电绝缘和灭弧特性，在相同条件下，其绝缘能力是空气和氮气的2.5倍以上，其灭弧能力是空气的100倍，可广泛应用于断电和绝缘产品工艺中，决定其不可避免的被大量生产和排放。

因为六氟化硫的重要性，其排放量令人震惊，每年排放到大气中的六氟化硫气体相当于1.25亿吨二氧化碳气体，因此，控制六氟化硫的排放和找到一种降解六氟化硫的方法至关重要。目前降解六氟化硫的方法有吸附、热分解、光降解、等离子体法和催化分解等多种方法，其中催化分解法格外受到关注，六氟化硫分解主要有三种类型的催化剂：金属氧化物，金属磷酸盐，负载型金属催化剂。但这些催化剂只能在氮气或氩气气氛下对SF6进行降解处理，如张佳等人(CN103007736A)利用电镀污泥较为有效的降解了六氟化硫，但其降解过程需要在氮气的保护气氛下进行，据其实验数据，当有氧气时，其降解效率有明显的降低。而现实条件下六氟化硫是在大气中的，氮气的保护气氛极大的阻碍了SF6降解催化剂的实际应用。因此有必要开发一种简单环保且能在一般空气气氛下降解SF6的催化材料。

发明内容

本发明的第一方面目的目的就是为了克服以上缺陷而提供了一种可以在空气气氛下高效降解六氟化硫的锰基催化材料。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种空气气氛下降解六氟化硫的基于锰单质的催化材料，其特征在于：所述锰基催化材料以金属锰单质作为活性位点中心，以碳化硅、二氧化硅、累托石、莫来石、水滑石材料中的一种或多种作为载体，通过物理混合得到锰基催化材料，所述锰基催化材料可用于在空气气氛下对六氟化硫进行催化降解。

本发明的第二方面目的是提供一种前述锰基催化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将金属锰单质粉末与载体进行物理混合，控制载体与锰单质的质量比为1:1～8:1；得到高效降解六氟化硫的锰基催化材料。

进一步地：

所述载体选自碳化硅、二氧化硅、累托石、莫来石、水滑石等材料中的任意一种或多种，优选为碳化硅。

所述物理混合方法为：将载体和锰金属单质粉末进行混合后，然后进行物理研磨，得到粉末状锰基催化材料。

所述载体与锰金属单质的质量比优选为1:1～8:1，特别优选为4:1。

作为优选的技术方案，在所述的锰基催化材料中还加入有粘结剂，粘结剂优选为纤维素、淀粉、沥青的任意一种，粘结剂与载体、锰金属单质的质量比为0.5：4：1。

本发明的第三方面目的是提供一种所述锰基催化材料在催化降解六氟化硫中的应用，其特征在于，包括以下步骤：

(1)向锰基催化材料中通入待处理的六氟化硫混合气体；

(2)将锰基催化材料在上述六氟化硫混合气体气氛下，于300～700℃下进行高温处理；