專利名稱：一種一氧化氮常溫催化劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種常溫催化劑的制備方法，特別是涉及一種一氧化氮常溫催化劑的制備方法，應(yīng)用于氮氧化物氣體污染物處理的環(huán)境凈化領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在各種大氣污染物中，氮氧化物的污染及其造成的危害不容忽視。氮氧化物大多來(lái)自于燃料燃燒，即汽車尾氣、工業(yè)窯爐排放物等。氮氧化物凈化處理按工藝可分為干法和濕法。干法包括非催化還原法、催化還原法、吸附法等；濕法包括酸吸收、堿吸收、氧化吸收
坐寸o富氧條件下氧化吸收氮氧化物是當(dāng)前的研究方向之一。因?yàn)槿紵裏煔庵?0% 95%為NO，而NO除生成絡(luò)合物外，無(wú)論在水中或堿液中都不被吸收。為了有效地治理氮氧化物，需將NO部分地氧化為NO2,故需尋找一種有效的催化劑將NO氧化為較容易處理的NO2，再用吸附劑吸收。一氧化氮催化氧化研究中，文獻(xiàn)公開了一種以介孔二氧化硅為載體，鉀、鑰的一種或兩種混合物為摻雜組分，鉬為活性組分，采用等體積分步浸潰法制備的催化氧化煙氣中氮氧化物的催化劑。但其工藝較復(fù)雜較高在150 300°C。中國(guó)專利CN101352645公開了一種煙氣催化氧化脫硝工藝，采用以TiO2或ZrO2-TiO2為載體，Co為活性成分的催化劑，但同樣其所述的反應(yīng)溫度過(guò)高，不適用于常溫條件下的NOx凈化處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種以活性炭為基體，制備一氧化氮催化氧化催化劑的方法。所得催化劑適用于常溫常壓、低濃度(N0<20ppm)環(huán)境條件，具有制備工藝簡(jiǎn)單、催化氧化效率聞等特點(diǎn)。本發(fā)明提供一種一氧化氮常溫催化劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟(I)活性炭置于硝酸溶液中，加熱浸潰；然后取出活性炭使用去離子水洗滌至中性，并于烘箱中干燥；(2)將步驟(I)制得的活性炭置于尿素溶液中浸潰，然后再將活性炭取出，于烘箱中干燥；(3)將步驟⑵制得的活性炭在真空爐中焙燒，即得到一氧化氮催化劑。所述活性炭為果殼炭、煤質(zhì)炭、木質(zhì)炭中的一種或其組合。所述活性炭為20 60目，呈球形、棒狀、片狀中的一種或其組合。步驟(I)所述硝酸溶液濃度為3 5mol/l ;所述加熱溫度為80 120°C，活性炭在硝酸溶液中浸潰時(shí)間為3 5小時(shí)。步驟(2)所述尿素溶液濃度為0. 5 2mol/l,活性炭在尿素溶液中浸潰時(shí)間為8 12小時(shí)。步驟(I)或步驟(2)所述烘箱溫度為100 120°C，干燥時(shí)間為3 5小時(shí)。
步驟(3)所述活性炭在真空爐中的焙燒溫度200 350°C，焙燒時(shí)間為3 5小時(shí)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用氧化改性、溶液浸潰和元素?fù)诫s相結(jié)合的技術(shù)制備活性炭催化劑，具有工藝簡(jiǎn)單、催化氧化效率高等特點(diǎn)，對(duì)NOx氧化吸收效率有明顯提高?；钚蕴看呋阅茉u(píng)價(jià)在柱型玻璃管反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)氣體積空速(GHSV)為25000^1，催化劑用量5ml，反應(yīng)在常溫常壓環(huán)境下進(jìn)行本發(fā)明以未處理活性炭為對(duì)比催化劑，原料氣NO濃度為lOppm，以空氣為載氣，反應(yīng)溫度25 30°C，相對(duì)濕度30 45%，測(cè)試時(shí)間為12h。經(jīng)過(guò)約Ih吸附飽和后，測(cè)定NO催化轉(zhuǎn)化率為3 5%，且基本保持穩(wěn)定。下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述?！?br> 具體實(shí)施例方式實(shí)施例1量取20-60目的活性炭5ml放置于IOml濃度為5mol/l的硝酸中；在120°C油浴中，對(duì)硝酸溶液加熱3h ;然后取出活性炭使用去離子水洗滌至中性，并于120°C烘箱中干燥3h;配制O. 5mol/l的尿素溶液5ml，將干燥后的活性炭置于溶液中浸潰8h ;然后再將活性炭取出于100°c烘箱中干燥5h。將上述活性炭在350°C真空爐中焙燒3h，即可得到所述一氧化氮催化劑。將所制的催化劑按照前述試驗(yàn)條件進(jìn)行催化性能評(píng)價(jià)，測(cè)定NO催化轉(zhuǎn)化率為57 60%，IOh內(nèi)基本催化效果基本穩(wěn)定。實(shí)施例2量取20-60目的活性炭5ml放置于IOml濃度為2mol/l的硝酸中；在120°C油浴中，對(duì)硝酸溶液加熱5h ;然后取出活性炭使用去離子水洗滌至中性，并于100°C烘箱中干燥5h;配制2. Omol/1的尿素溶液5ml，將干燥后的活性炭置于溶液中浸潰8h ;然后再將活性炭取出于100°c烘箱中干燥3h。將上述活性炭在200°C真空爐中焙燒5h，即可得到所述一氧化氮催化劑。將所制的催化劑按照前述試驗(yàn)條件進(jìn)行催化性能評(píng)價(jià)，測(cè)定NO催化轉(zhuǎn)化率為56 58%，IOh內(nèi)基本催化效果基本穩(wěn)定。實(shí)施例3量取20-60目的活性炭5ml放置于IOml濃度為5mol/l的硝酸中；在80°C水浴中，對(duì)硝酸溶液加熱5h ;然后取出活性炭使用去離子水洗滌至中性，并于120°C烘箱中干燥3h;配制O. 5mol/l的尿素溶液5ml，將干燥后的活性炭置于溶液中浸潰12h ;然后再將活性炭取出于120°C烘箱中干燥2h。將上述活性炭在300°C真空爐中焙燒4h，即可得到所述一氧化氮催化劑。將所制的催化劑按照前述試驗(yàn)條件進(jìn)行催化性能評(píng)價(jià)，測(cè)定NO催化轉(zhuǎn)化率為53 55%，IOh內(nèi)基本催化效果基本穩(wěn)定。實(shí)施例4量取20-60目的活性炭5ml放置于IOml濃度為4mol/l的硝酸中；在100°C油浴中，對(duì)硝酸溶液加熱4h ;然后取出活性炭使用去離子水洗滌至中性，并于100°C烘箱中干燥5h;配制1. Omol/1的尿素溶液5ml，將干燥后的活性炭置于溶液中浸潰12h ;然后再將活性炭取出于120°C烘箱中干燥2h。將上述活性炭在350°C真空爐中焙燒3h，即可得到所述一氧化氮催化劑。將所制的催化劑按照前述試驗(yàn)條件進(jìn)行催化性能評(píng)價(jià)，測(cè)定NO催化轉(zhuǎn)化率為56 59%，IOh內(nèi)基本催化效果基本穩(wěn)定。實(shí)施例5量取20-60目的活性炭5ml放置于IOml濃度為2mol/l的硝酸中；在120°C油浴中，對(duì)硝酸溶液加熱5h ;然后取出活性炭使用去離子水洗滌至中性，并于120°C烘箱中干燥5h;配制2. Omol/1的尿素溶液5ml,將干燥后的活性炭置于溶液中浸潰8h ;然后再將活性炭取出于100°C烘箱中干燥3h。將上述活性炭在300°C真空爐中焙燒5h，即可得到所述一氧化氮催化劑。將所制的催化劑按照前述試驗(yàn)條件進(jìn)行催化性能評(píng)價(jià)，測(cè)定NO催化轉(zhuǎn)化率為50 53%，IOh內(nèi)基本催化效果基本穩(wěn)定。實(shí)施例6量取20-60目的活性炭5ml放置于IOml濃度為5mol/l的硝酸中；在80°C水浴中，對(duì)硝酸溶液加熱5h ;然后取出活性炭使用去離子水洗滌至中性，并于120°C烘箱中干燥5h;配制2. Omol/1的尿素溶液5ml，將干燥后的活性炭置于溶液中浸潰12h ;然后再將活性炭取出于120°C烘箱中干燥3h。將上述活性炭在200°C真空爐中焙燒5h，即可得到所述一氧化氮催化劑。將所制的催化劑按照前述試驗(yàn)條件進(jìn)行催化性能評(píng)價(jià)，測(cè)定NO催化轉(zhuǎn)化率為49 52%，IOh內(nèi)基本催化效果基本穩(wěn)定。實(shí)施例7量取20-60目的活性炭5ml放置于IOml濃度為3mol/l的硝酸中；在100°C水浴中，對(duì)硝酸溶液加熱5h ;然后取出活性炭使用去離子水洗滌至中性，并于100°C烘箱中干燥5h;配制0. 5mol/l的尿素溶液5ml，將干燥后的活性炭置于溶液中浸潰12h ;然后再將活性炭取出于100°c烘箱中干燥3h。將上述活性炭在200°C真空爐中焙燒5h，即可得到所述一氧化氮催化劑。將所制的催化劑按照前述試驗(yàn)條件進(jìn)行催化性能評(píng)價(jià)，測(cè)定NO催化轉(zhuǎn)化率為45 48%，IOh內(nèi)基本催化效果基本穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.一種一氧化氮常溫催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)活性炭置于硝酸溶液中，加熱浸潰；然后取出活性炭使用去離子水洗滌至中性，并于烘箱中干燥； (2)將步驟(I)制得的活性炭置于尿素溶液中浸潰，然后再將活性炭取出，于烘箱中干燥； (3)將步驟(2)制得的活性炭在真空爐中焙燒，即得到一氧化氮催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種一氧化氮常溫催化劑的制備方法，其特征在于，所述活性炭為果殼炭、煤質(zhì)炭、木質(zhì)炭中的一種或其組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種一氧化氮常溫催化劑的制備方法，其特征在于，所述活性炭為20 60目，呈球形、棒狀、片狀中的一種或其組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種一氧化氮常溫催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(I)所述硝酸溶液濃度為3 5mol/l ;所述加熱溫度為80 120°C，活性炭在硝酸溶液中浸潰時(shí)間為3 5小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種一氧化氮常溫催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述尿素溶液濃度為O. 5 2mol/l,活性炭在尿素溶液中浸潰時(shí)間為8 12小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種一氧化氮常溫催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(I)或步驟⑵所述烘箱溫度為100 120°C，干燥時(shí)間為3 5小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種一氧化氮常溫催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述活性炭在真空爐中的焙燒溫度200 350°C，焙燒時(shí)間為3 5小時(shí)。
全文摘要
一種一氧化氮常溫催化劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟活性炭置于硝酸溶液中，加熱浸漬；然后取出活性炭使用去離子水洗滌至中性，并于烘箱中干燥；將制得的活性炭置于尿素溶液中浸漬，然后再將活性炭取出，于烘箱中干燥；將制得的活性炭在真空爐中焙燒，即得到一氧化氮催化劑。所得催化劑適用于常溫常壓、低濃度(NO≤20ppm)環(huán)境條件，本方法具有制備工藝簡(jiǎn)單、催化氧化效率高等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01J21/18GK102989438SQ20111027262
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者張豪杰, 姚煒, 劉洋, 周潔, 鄒娟珍, 何丹農(nóng) 申請(qǐng)人:上海納米技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程研究中心有限公司