整體式低濃度一氧化氮常溫氧化錳催化劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及整體式低濃度一氧化氮常溫氧化錳催化劑及其制備方法，適用于環(huán)境污染物NO的常溫催化氧化，在環(huán)境凈化領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車保有量日益增加，半封閉空間(如地下停車場、隧道等)中有害氣體造成的空氣污染成為突出的問題。由于在半封閉空間中空氣流動較差，再加上機(jī)動車?yán)鋯踊蝾l繁啟動，造成所排放的污染物不斷累積，以致如顆粒物、一氧化碳(CO)、氮氧化物(N0X)、二氧化硫(SO2)和碳?xì)浠衔?HC)等污染物含量遠(yuǎn)超國家二級空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。氮氧化物(NOx)為其中一種污染物，主要包括一氧化氮(NO，90%)和二氧化氮(N02，10%)，NO對血紅蛋白的親和力非常強(qiáng)，是氧的數(shù)十萬倍，一旦NO進(jìn)入血液中，就會與血紅蛋白牢牢地結(jié)合在一起，使人體缺氧，生命安全受到極大的危害。因此，本文中廢氣的凈化研究主要針對一氧化氮的常溫進(jìn)化。
[0003]通過專利和學(xué)術(shù)文獻(xiàn)檢索，氧化錳催化劑具有豐富的晶格氧和表面氧，導(dǎo)致該催化劑顯示出較好的催化性能。研究發(fā)現(xiàn)氧化錳催化劑對低濃度一氧化氮具有較好的催化氧化能力，但是目前的研究僅限于粉末狀催化劑，并不適用于工業(yè)上空氣污染物的治理，而整體式催化劑很好的解決了這一問題，可以使空氣污染物與催化劑接觸較均勻，利用率高，并提供了較高的空速。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是為了克服上述現(xiàn)有低濃度氮氧化物治理技術(shù)存在的不適用于工業(yè)化應(yīng)用的缺陷，提供了一種可工業(yè)化應(yīng)用的整體式氧化錳催化劑的制備方法。
[0005]—種整體式低濃度一氧化氮常溫氧化錳催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:
(1)氧化猛催化劑的制備:
分別配制240 mL 0.3 mol/L氯化亞猛及0.2 mol/L高猛酸鉀溶液，將上述兩種溶液混合并常溫?cái)嚢? h，將反應(yīng)后的溶液進(jìn)行過濾洗滌后放入50°C烘箱中干燥12 h，得到棕褐色固體即為氧化錳催化劑；
(2)整體式氧化錳催化劑的制備:
將氧化錳催化劑和擬薄水鋁石均勻分散在水中，然后邊攪拌邊滴加硝酸溶液，使擬薄水鋁石完全解膠，繼續(xù)攪拌一定時間形成漿料，將堇青石蜂窩載體浸泡在漿料中，取出后用高壓氣槍吹掃多余漿料，放入50-100°C烘箱中干燥8-24 h，得到整體式氧化錳催化劑。
[0006]步驟(2)中，所述的漿料的固含量為22%_26%。
[0007]步驟(2)中，所述的氧化錳催化劑與擬薄水鋁石的質(zhì)量比為(1.8-5):1 ;所述的擬薄水鋁石與硝酸的摩爾比為(9.0-24.0):1。
[0008]所述的整體式低濃度一氧化氮常溫氧化錳催化劑可用于常溫、低濃度下一氧化氮的催化氧化，特別適用于地下停車上或道路隧道等半封閉空間中低濃度一氧化氮的催化氧化。
[0009]所述的整體式氧化錳催化劑用于一氧化氮催化氧化反應(yīng)時，反應(yīng)氣氛為柴油機(jī)尾氣，其中一氧化氮濃度為1.0-2.5 ppm。
[0010]反應(yīng)活性評價:將上述獲得的催化劑在室溫下通入反應(yīng)氣，進(jìn)行活性測試，空速10000 h 1O
[0011]本發(fā)明的制備方法工藝簡單，反應(yīng)參數(shù)易于控制，原料來源廣，成本低，便于普及。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1~6制備的整體式氧化錳催化劑對NO凈化效率結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明: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)施方式和具體操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述實(shí)施例。
[0014]實(shí)施例1:
(I)氧化錳催化劑的制備
分別配制240 mL 0.3 mol/L氯化錳及0.2 mol/L高錳酸鉀溶液，將上述兩種溶液混合并常溫?cái)嚢? h后過濾洗滌，放入50 °C烘箱中干燥12 h，得到棕褐色固體即為氧化錳催化劑。
[0015](2)整體式氧化錳催化劑的制備
將上述制備的7.0 g氧化錳催化劑，3.5 g擬薄水鋁石均勻分散在水溶液中，然后邊攪拌邊滴加7.0 mL 0.2 mol/L硝酸溶液，使擬薄水鋁石完全解膠，繼續(xù)攪拌一定時間形成漿料，將堇青石蜂窩載體(5*5*5 cm)浸泡在漿料中，取出后用高壓氣槍吹掃多余漿料，放入50°C烘箱中干燥12 h，得到整體式氧化錳催化劑。
[0016]將該整體式氧化錳催化劑料放入反應(yīng)裝置中，通入反應(yīng)氣，NO凈化率最高為63.2%。
[0017]實(shí)施例2:
與實(shí)施例1相比較，不同的是氧化錳催化劑的質(zhì)量為8.0 g，其它物料用量和操作條件均與實(shí)施例1相同，NO凈化率最高約為48.6%。
[0018]實(shí)施例3:
與實(shí)施例2相比較，不同的是擬薄水鋁石的質(zhì)量為4.0 g，其它物料用量和操作條件均與實(shí)施例2相同，NO凈化率最高為65.6%。
[0019]實(shí)施例4:
與實(shí)施例2相比較，不同的是擬薄水鋁石的質(zhì)量為4.5 g，其它物料用量和操作條件均與實(shí)施例2相同，NO凈化率最高為94.6%。
[0020]實(shí)施例5:
與實(shí)施例2相比較，不同的是硝酸溶液的體積為5.0 mL,其它物料用量和操作條件均與實(shí)施例2相同，NO凈化率最高為46.6%。
[0021]實(shí)施例6: 與實(shí)施例1相比較，不同的是氧化錳催化劑的質(zhì)量為10.0 g，擬薄水鋁石的質(zhì)量為2.0g，其它物料用量和操作條件均與實(shí)施例1相同，NO凈化率最高為70.2%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種整體式低濃度一氧化氮常溫氧化錳催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)氧化猛催化劑的制備: 分別配制240 mL 0.3 mol/L氯化亞猛及0.2 mol/L高猛酸鉀溶液，將上述兩種溶液混合并常溫?cái)嚢? h，將反應(yīng)后的溶液進(jìn)行過濾洗滌后放入50°C烘箱中干燥12 h，得到棕褐色固體即為氧化錳催化劑； (2)整體式氧化錳催化劑的制備: 將氧化錳催化劑和擬薄水鋁石均勻分散在水中，然后邊攪拌邊滴加硝酸溶液，使擬薄水鋁石完全解膠，繼續(xù)攪拌一定時間形成漿料，將堇青石蜂窩載體浸泡在漿料中，取出后用高壓氣槍吹掃多余漿料，放入50-100°C烘箱中干燥8-24 h，得到整體式氧化錳催化劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述整體式低濃度一氧化氮常溫氧化錳催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述的漿料的固含量為22%-26%。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述整體式低濃度一氧化氮常溫氧化錳催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述的氧化錳催化劑與擬薄水鋁石的質(zhì)量比為(1.8-5):1 ;所述的擬薄水鋁石與硝酸的摩爾比為(9.0-24.0):1。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種整體式低濃度一氧化氮常溫氧化錳催化劑的制備方法，該整體式氧化錳催化劑以堇青石蜂窩陶瓷為載體，擬薄水鋁石為粘結(jié)劑，將氧化錳催化劑涂覆在堇青石載體上。該整體式氧化錳催化劑制備方法較簡便，成本較低，可用于低濃度一氧化氮的常溫催化氧化。以柴油機(jī)尾氣為污染源，其中一氧化氮濃度為1.0-2.5ppm時，該整體式氧化錳催化劑對一氧化氮的凈化率最高可達(dá)94.6%。
【IPC分類】B01D53/90, B01D53/56, B01J23/34
【公開號】CN105126822
【申請?zhí)枴緾N201510402904
【發(fā)明人】何丹農(nóng), 楊玲, 蔡婷, 高振源, 金彩虹
【申請人】上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月10日