本发明专利技术公开了一种HCN水解催化剂的制备方法，属于气态污染物控制领域；本发明专利技术所述催化剂采用溶胶凝胶法制得，Fe、Cu、Ni或Mn元素作为水解活性组分负载于TiO2上，同时添加La、Ce等稀土金属活性物质提高催化剂的水热稳定性，可以在低温、无氧的条件下水解去除HCN，最终转化为NH3和CO，极大的降低了HCN的毒性，该催化剂的制备方法工艺简单，成本低廉。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种HCN水解催化剂的制备方法，属于气态污染物控制领域；本专利技术所述催化剂采用溶胶凝胶法制得，Fe、Cu、Ni或Mn元素作为水解活性组分负载于TiO2上，同时添加La、Ce等稀土金属活性物质提高催化剂的水热稳定性，可以在低温、无氧的条件下水解去除HCN，最终转化为NH3和CO，极大的降低了HCN的毒性，该催化剂的制备方法工艺简单，成本低廉。【专利说明】一种HCN水解催化剂的制备方法
本专利技术涉及一种水解去除剧毒气体HCN的高效催化剂。
技术介绍
HCN为第一类A级无机剧毒品,HCN主要产生于焦炉煤气、黄磷尾气、密闭电石炉尾气和聚丙烯腈基炭纤维(PANCF)等典型工业废气中，其存在不仅阻碍典型工业废气的净化和资源化，还严重影响周围环境和人类健康，已成为我国大气污染必须关注的问题。它通过皮肤、呼吸道或消化道进入人体后，迅速分解出的游离氰在人体内易与各种细胞内呼吸酶中的铁、铜、铝等结合，阻止金属离子的还原，导致该酶失活，使细胞不能利用氧，从而产生细胞内窒息性缺氧。空气中，ppm级浓度的HCN就会对人产生影响。暴露于含300mg/L HCN的空气中一分钟就会致死。因此，HCN的去除有很重要的意义。 目前，国内外主要通过吸收、吸附、燃烧、催化氧化等手段脱除HCN。液体吸收法处理成本高，效果不稳定，易产生有害气体，并且将CN_转移到液相大大增加了环境风险。吸附法是物理分离过程，没有对HCN进行降解转化，如果不能对解吸产物进行处理，将不可避免产生二次污染问题。燃烧法主要针对HCN体积含量在3-6%的高浓度HCN气体，对低浓度HCN废气治理无法利用。而且催化燃烧以贵金属为活性组分，活性温度> 450°C，成本较高。催化氧化法是将!《^转化为!^0)、凡40)(的形态，同样以贵金属为活性组分，尚无工业应用。 中国专利CN1564710A和CN101352653A分别公开了一种以T12为载体的催化剂。其中，CN1564710A中的催化剂以T12为载体，负载了一种或多种重量至少为1%的碱金属。该专利涉及的催化剂主要用于同时水解去除热电联产设备放出的COS与HCN的混合气体，并且要求尽可能的避免C02、CH3SH、HC00H等副产物的生成，对催化反应过程要求较高。该专利技术中HCN转化率最高可达95%，但该催化剂用于催化水解的HCN浓度高达50(Tl000ppm，处理后HCN浓度仍至少达25ppm，仍然具有相当大的毒性，处理不彻底。CN101352653A中专利技术的净化方法为将混合气体经换热器加热15(T200°C后送至催化水解反应器，大部分的HCN、COS和CS2被水解，处理后的气体进入选择性催化氧化反应器。经过两步反应后未处理掉的HCN在精脱氰反应器中进一步被去除。该催化剂使用过程中要进行多步操作，且处理的气体成分较多，两步处理后仍需对各组分分别处理，步骤相对复杂较难操作且运行成本相对较高。中国专利CN101050389A公开了一种同时水解去除COS及HCN的催化剂，该催化剂以活性氧化铝为载体，负载过渡金属钴-钥，或铁-钥，镍-钥及碱性金属氧化物。但其HCN的水解转化率较低，处理过程中需要装填32.7 m3催化剂，而催化效率仅在80%以上。中国专利CN02131303.2和CN02155489.7分别公开了一种催化氧化去除HCN的催化剂的制作方法，HCN去除效果较好。但这两种催化剂均以价格比较昂贵的钼、铑等贵金属为活性组分，催化剂造价较高。同时，催化氧化反应需在30(T55(TC的高温条件下运行，能耗较高，因此该方法脱除HCN成本较高。 以上催化剂存在的不足主要有:(1)催化剂价格昂贵，操作步骤复杂，运行成本高；(2)去除率相对较低，不能彻底的去除污染；(3)反应温度高，能耗高，增加运行费用。 同时，一般的HCN净化方法中常常都需要有较高的氧气含量，但是，黄磷尾气、密闭电石炉尾气、石墨生产尾气、水煤气、生物质热解气等几种气体中主要成分是CO、H2, CH4或它们的混合气，由于C0、H2、CH4或它们的混合气具有爆炸性，当氧含量超过一定量时存在巨大的安全隐患，这几类气体中氧含量都很低，小于0.5%，因此，开发净化HCN的低温微氧催化剂十分必要。本专利技术的催化剂可以在低氧甚至无氧的条件下高效的运行。
技术实现思路
为克服现有催化剂存在的上述不足，本专利技术提供了一种无氧条件下HCN高效水解催化剂的制备方法，本专利技术中催化剂的制备采用溶胶凝胶法，具体步骤如下:(O按钛酸丁酯、无水乙醇或异丙醇、冰乙酸或盐酸的体积比为1:2?3:4飞的比例，将无水乙醇或异丙醇、冰乙酸或盐酸依次加入到钛酸丁酯中混合均匀；(2)称取一定量的铜盐、亚铁盐、锰盐、镍盐中的一种，使其溶解于与钛酸丁酯同体积的水中，然后加入柠檬酸，柠檬酸与金属阳离子的摩尔比为1.5?2.5:1，溶液中Cu2+、Fe2+、Mn2+、Ni2+ 的浓度为 0.Γ0.2 mol/L ；(3)称取一定量的镧盐或铈盐溶于水中，其中La3+或者Ce3+的浓度为(Γθ.02 mol/L ；(4)按体积比为1:广2的比例将步骤(2)、(3)中所得溶液混合，得到混合溶液；(5)将步骤(I)溶液置于6(T70°C下搅拌，恒温后将步骤(4)的混合溶液缓慢滴加到步骤(I)的溶液中，直至形成溶胶；将得到的溶胶静置陈化广2周，然后在9(T110°C下脱水干燥10?12h ;然后置于30(T55(TC下焙烧4?6 h，将焙烧好的催化剂经压片机压片、研磨后，4(Γ60目过筛即得到HCN水解催化剂。 本专利技术所述亚铁盐为FeCl2、FeSO4^Fe (NO3)2中的一种； 本专利技术所述锰盐为MnCl2、MnS04、Mn (NO3)2中的一种； 本专利技术所述铜盐为CuCl2、CuSO4, Cu (NO3)2中的一种； 本专利技术所述镍盐为NiCl2, NiSO4, Ni (NO3)2中的一种； 本专利技术所述镧盐为LaCl3、La (NO3) 3、La2 (SO4)3中的一种； 本专利技术所述铈盐为CeCl3、Ce (NO3) 3、Ce2 (SO4) 3中的一种。 和现有技术相比，本专利技术有如下优点:本专利技术催化剂的制作过程中选用了价格相对便宜的普通过渡金属，及比较常见的稀土金属，大大降低了催化剂的制作成本；本申请选用了溶胶凝胶法制作催化剂，避免了载体选择的繁琐过程；本专利技术的催化剂，可在15(T300°C的中温，2000(T50000 IT1的空速条件下高效运行，工艺流程简单，运行费用相对低廉，HCN脱除效率高。经多次实验，HCN的去除率可以达到98%以上，极大地降低了 HCN的危害。针对黄磷尾气中CO浓度较高氧含量较低的特点，本专利技术的催化剂可在微氧甚至无氧的条件下高效运行，保证了生产过程的安全性。 【具体实施方式】 下面结合实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术保护范围并不限于所述内容。 实施例1:(I)取1mL钛酸丁酯,将20mL无水乙醇、40mL冰乙酸依次加入到钛酸丁酯中，使其混合均匀，并于60°C下剧烈搅拌； (2)称取0.288gFe (NO3)2.6Η20溶解于1mL水中(Fe2+的浓度为0.1 mol/L)，然后加入0.128g柠檬酸，搅拌溶解，F本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种HCN水解催化剂的制备方法，其特征在于按如下步骤进行：（1）按钛酸丁酯、无水乙醇或异丙醇、冰乙酸或盐酸的体积比为1:2~3:4~5的比例，将无水乙醇或异丙醇、冰乙酸或盐酸依次加入到钛酸丁酯中混合均匀； （2）称取铜盐、亚铁盐、锰盐、镍盐中的一种，使其溶解于与钛酸丁酯同体积的水中，然后加入的柠檬酸，柠檬酸与金属阳离子的摩尔比为1.5~2.5 :1，溶液中Cu2+、Fe2+、Mn2+或Ni2+的浓度为0.1~0.2 mol/L； （3）称取镧盐或铈盐溶于水中，溶液中La3+或者Ce3+ 的浓度为0~0.02 mol/L；（4）按体积比为1:1~2的比例将步骤（2）和步骤（3）中所得溶液混合，得到混合溶液； （5）将步骤（1）溶液置于60~70℃下搅拌，恒温后将步骤（4）的混合溶液缓慢滴加到步骤（1）的溶液中，直至形成溶胶；将得到的溶胶静置陈化1~2周，然后在90~110℃下脱水干燥10~12h；然后置于300~550℃下焙烧4~6 h，将焙烧好的催化剂经压片机压片、研磨后，40~60目过筛即得到HCN水解催化剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王学谦，王飞，宁平，马懿星，王郎郎，朱荔，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53
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