一种HCN氧化催化剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种HCN氧化催化剂的制备方法，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共沉淀法制得，将Mn、Nb同Ce按一定比例混合，滴加氨水得到沉淀，经洗涤焙烧过筛后制成催化剂MnOx-Nb2O5-CeO2，可以在低温、微氧的条件下氧化去除HCN，最终转化为无毒无害的CO2、N2和H2O，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氧化催化剂的制备方法，属于气态污染物控制领域；本专利技术所述催化剂采用共沉淀法制得，将Mn、Nb同Ce按一定比例混合，滴加氨水得到沉淀，经洗涤焙烧过筛后制成催化剂MnOx-Nb2O5-CeO2，可以在低温、微氧的条件下氧化去除HCN，最终转化为无毒无害的CO2、N2和H2O，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氧化催化剂的制备方法
本专利技术涉及一种HCN氧化催化剂的制备方法，特别是氧化去除剧毒气体HCN的高效催化剂的制备方法。
技术介绍
氰化氢(HCN)又称氢氰酸。标准状态下为气体，剧毒且致命，无色有苦杏仁气味。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。HCN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。人在含20 ppm的空气中暴露数小时就会引起中毒，对人的致死量为lmg/kg体重。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、催化水解、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飞％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。 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。但该催化剂适用于HCN浓度较高的情况，虽然HCN转化率最高可达95%，但处理后HCN浓度仍至少达25ppm，处理不彻底。CN101352653A中催化剂使用过程中要进行两步操作，步骤相对复杂且运行成本相对较高。中国专利CN101050389A公开了一种活性氧化铝载体负载过渡金属钴-钥，或铁-钥，镍-钥及碱性金属氧化物的氧化转化催化剂，但其HCN的氧化转化率较低，仅在80%以上。中国专利CN02131303.2和CN02155489.7等公开的催化剂及方法主要为钼铑等贵金属采用氧化的方法脱除HCN成本较高，且运行温度在400°C以上，能耗较闻。 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。本专利中专利技术的催化剂可以在微氧条件下高效的运行。
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微氧条件下HCN高效氧化催化剂的制备方法，本专利技术中催化剂的制备采用共沉淀法制得，具体步骤如下:(1)按金属摩尔比为1:1:2?3的比例将锰盐、草酸铌和铵铈盐溶解于水中，混合均匀；(2)向混合后的溶液中滴加氨水溶液，直至溶液pH为扩10，过滤；(3)滤渣用6(T80°C的热水、无水乙醇交替洗涤4飞次，然后置于10(Tl2(TC下干燥9?12 h ； (4)在N2气氛下30(T50(rC焙烧4?6h，然后在35(T550°C下焙烧3?5h；(5)将焙烧好的催化剂经压片、研磨、过筛，制成4(Γ60目的颗粒，即为HCN氧化催化剂MnOx-Nb2O5-CeO2。 本专利技术所述锰盐为MnCl2、MnS04、Mn (NO3)2中的一种； 本专利技术所述铈盐为CeCl3、Ce (NO3) 3、Ce2 (SO4) 3中的一种。 本专利技术所述氨水浓度为体积百分比15-30%。 和现有技术相比，本专利技术有如下优点:本工艺采用共沉淀法制得的整体式催化剂MnOx-Nb2O5-CeO2,工艺流程简单，运行费用相对低廉，HCN脱除效率高，且该催化剂在HCN氧化过程中产生的氮氧化物等副产物较少，即二次污染较小，可以达到较好的净化效果。在20(T350°C，空速为30000?500001^的条件下，经多次实验，HCN的去除率可以达到99%以上，极大地降低了 HCN的危害。 【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 (1)称取5g Mn (NO3) 2.4Η20、9.98g (NH4) 3NbO (C2O4) 3.4Η20 以及 17.36g Ce (NO3) 3.6Η20 分别溶解于20 ml水中，将三种溶液混合，混合溶液中三种金属的摩尔比为1: 1: 2，即Mn: Nb:Ce=1:1:2 ；(2)向混合后的溶液中滴加浓度为体积百分比15%的氨水溶液，直至溶液PH=9 ；(3)待溶液沉淀完全后，将得到的沉淀物过滤，然后滤渣分别用60°C的热水及无水乙醇交替洗涤4次，置于105°C的烘箱中12 h ；(4)将烘干的催化剂置于管式炉中，在N2气氛下300°C焙烧6h，马弗炉中500°C焙烧 3h ；(5)将焙烧好的催化剂经压片、研磨、过筛，制成4(Γ60目的颗粒，即为HCN氧化催化剂MnOx-Nb2O5-CeO2。 测试本实施例所得催化剂的活性，催化剂的活性可以用HCN去除率来表示。测试反应在Φ7mmX70mm的固定床石英反应器中进行,在反应器内装填25mm高的催化剂，反应温度为300°C，气体空速为40000 1Γ1，压力为常压，HCN浓度为200ppm。反应出口检测到HCN为2ppm，即HCN去除效率>99.9%。 实施例2 (I)称取 3.02g MnSO4,9.98g (NH4) 3NbO (C2O4) 3.4Η20 以及 19.1Og Ce (NO3) 3.6Η20 分别溶解于20 ml水中，将三种溶液混合，混合溶液中三种金属的摩尔比为1:1:2.2，即Mn: Nb:Ce摩尔比为1:1:2.2 ;(2)向混合后的溶液中滴加浓度为体积百分比20%的氨水溶液，直至溶液PH=9.5 ；(3)待溶液中沉淀完全，将得到的沉淀物过滤，然后分别用70°C的热水及无水乙醇交替洗涤6次，置于110 V的烘箱中10 h ；(4)将烘干的催化剂置于管式炉中，在N2气氛下350V焙烧5h，马弗炉中450V焙烧 4h ；(5)将焙烧好的催化剂经压片、研磨、过筛，制成4(Γ60目的颗粒，即为所用催化剂MnOx-Nb2O5-CeO2。 测试本实施例所得催化剂的活性，催化剂的活性可以用HC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种HCN氧化催化剂的制备方法，其特征在于具体操作如下：（1）按金属摩尔比为1:1:2~3的比例将锰盐、草酸铌和铵铈盐溶解于水中，混合均匀； （2）向混合后的溶液中滴加氨水溶液，直至溶液pH为9~10，过滤；（3）滤渣用60~80℃ 的热水、无水乙醇交替洗涤4~6次，然后置于100~120℃下干燥9~12 h；（4）在N2气氛下300~500℃焙烧4~6h，然后在350~550℃下焙烧3~5h；（5）将焙烧好的催化剂经压片、研磨、过筛，制成40~60目的颗粒，即为HCN氧化催化剂。

【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，井绪丽，边振涛，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53