一种高效低成本烟气脱硫催化剂的制备方法技术

一种高效低成本烟气脱硫催化剂的制备方法，以废弃虾壳为原料衍生的壳聚糖为碳源，以天然埃洛石纳米管（HNTs）为模板，通过高温碳化、去模板等工序制备多孔碳，然后以硝酸钴和偏钒酸铵为钴源和钒源，经过浸渍、干燥、煅烧等工序，在复合载体表面生成四氧化三钴（Co

Preparation method of high efficiency and low cost flue gas desulfurization catalyst

A low-cost high-efficiency flue gas desulfurization catalyst preparation method, with shrimp shell as raw materials derived from chitosan as carbon source to halloysite nanotubes (HNTs) as the template, through high temperature carbonization, to processes for preparing porous carbon template, and then using cobalt nitrate and ammonium metavanadate as cobalt source and vanadium source, after impregnation, drying and calcination process in the composite carrier surface to generate four oxidation three cobalt (Co

【技术实现步骤摘要】
一种高效低成本烟气脱硫催化剂的制备方法
本专利技术涉及一种高效低成本烟气脱硫催化剂的制备方法。
技术介绍
二氧化硫是煤炭燃烧产生的主要的大气污染物之一，是造成酸雨、酸雾、光化学烟雾、臭氧层空洞等全球性污染问题的主要原因之一。我国目前应用最广泛的石灰石/石灰-石膏法脱硫技术存在系统复杂、容易结垢、副产物利用率较低等缺陷。催化法脱硫利用脱硫催化剂在O2和H2O存在的条件下将烟气中的SO2转化为H2SO4，是一种脱硫效率高、工艺流程简单、可实现SO2的高效回收的技术。该技术关键在于催化剂的活性和可再生性，目前研究较多的是对吸附材料的改性，如在活性炭、活性焦、碳纤维或分子筛表面通过浸渍法负载V、Mn、Cu、Fe、Co、Ce等氧化物。有研究表明，颗粒状V2O5/AC催化剂在180～250℃具有很高的脱硫脱硝活性，催化剂吸附SO2后，不仅不毒化脱硝活性，而且大大促进了脱硝活性。蜂窝状活性炭负载催化剂（V2O5/ACH）也显示了很好的脱硫脱硝效果，在200℃下SO2的初始转化率为100%，并具有90%以上的脱硝率。其中活性炭的脱硫活性与其空隙结构和表面化学性质紧密相关，但其成本较高，制约工业化应用。我国水产养殖业发达，近几年，随着我国虾仁出口的增加，在加工过程中产生大量的虾壳废弃物，如不及时处理和利用，既污染环境又造成生物质资源浪费。虾壳中含有大量的甲壳素，其可衍生为一种重要的功能性生物材料—壳聚糖，是一种理想的碳源，经过聚合碳化可制备出孔容、比表面积较大的、表面功能团丰富的多孔碳材料。因此不仅解决虾壳固废的环境污染问题，又可为脱硫催化剂提供较理想的吸附载体。专利技术内容本专利技术的目的是针对上述存在问题，提供一种高效低成本烟气脱硫催化剂的制备方法，该制备方法反应工艺简单，所得催化剂同时脱硫性能好，价格低廉。本专利技术的技术方案。一种高效低成本烟气脱硫催化剂的制备方法，以废弃虾壳为原料衍生的壳聚糖为碳源，以天然埃洛石纳米管为模板，通过高温碳化、去模板等工序制备多孔碳，然后以硝酸钴和偏钒酸铵为钴源和钒源，经过浸渍、干燥、煅烧等工序，在复合载体表面生成四氧化三钴（Co3O4）和五氧化二钒（V2O5）催化活性中心，具体包括如下步骤：1）将天然埃洛石纳米管除铁后，置于含有壳聚糖的乙酸溶液中并进行搅拌3～10h；2）将1）溶液过滤，滤饼80℃进行干燥6h，然后氮气保护下500℃煅烧2h，得到黑色粉末；3）将2）中所得黑色粉末置于HF酸溶液中进行去模板反应1h，然后80℃进行干燥2h，得到多孔活性炭ACCh；4）将3）中所得黑色粉末置于硝酸钴和偏钒酸铵溶液中浸渍，然后干燥、煅烧，即得Co3O4-V2O5/ACCh。所述催化剂的模板材料为天然埃洛石纳米管。所述催化剂载体活性炭碳源为壳聚糖。所述催化活性中心成分为Co3O4-V2O5。所述催化活性中心成分为Co3O4-V2O5，其中Co3O4的含量为0.1%～5%，V2O5的含量为0.1%～15.0%。本专利技术的优点是：以废弃虾壳为原料衍生的壳聚糖为碳源，以天然埃洛石纳米管（HNTs）为模板制备多孔活性炭，价格低廉，方法简单，且可有效解决废弃虾壳的污染问题；四氧化三钴具有提高晶格氧传递效率和抗硫毒性作用；五氧化二钒具有促进二氧化硫氧化和机械强度高优点，脱硫效率高。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进一步说明，但是它们并不是对本专利技术作任何限制。这里仅指出，本专利技术中使用的试剂和测试设备除特别标明出处之外，均为市售的通用产品。实施例1。一种高效低成本烟气脱硫催化剂的制备方法，包括如下步骤：1）将10g天然埃洛石纳米管除铁后，置于20ml含有15%壳聚糖的乙酸溶液中并进行搅拌5h；2）将1）溶液过滤，滤饼80℃进行干燥6h，然后氮气保护下500℃煅烧2h，得到黑色粉末；3）将2）中所得黑色粉末置于10mlHF酸溶液中进行去模板反应1h，然后80℃进行干燥2h，得到多孔活性炭ACCh；4）将3）中所得黑色粉末置于含有5%硝酸钴和10%的偏钒酸铵溶液中浸渍2h，然后80℃进行干燥3h，再在氮气保护下500℃煅烧2h，即得Co3O4-V2O5/ACCh，其中Co3O4的含量为1.5%，V2O5的含量为8.4%。实施例2。一种高效低成本烟气脱硫催化剂的制备方法，包括如下步骤：1）将15g天然埃洛石纳米管除铁后，置于30ml含有20%壳聚糖的乙酸溶液中并进行搅拌5h；2）将1）溶液过滤，滤饼80℃进行干燥6h，然后氮气保护下500℃煅烧2h，得到黑色粉末；3）将2）中所得黑色粉末置于10mlHF酸溶液中进行去模板反应1h，然后80℃进行干燥2h，得到多孔活性炭ACCh；4）将3）中所得黑色粉末置于含有8%硝酸钴和20%的偏钒酸铵溶液中浸渍2h，然后80℃进行干燥3h，再在氮气保护下500℃煅烧2h，即得Co3O4-V2O5/ACCh，其中Co3O4的含量为2.6%，V2O5的含量为13.8%。实施例3。一种高效低成本烟气脱硫催化剂的制备方法，包括如下步骤：1）将30g天然埃洛石纳米管除铁后，置于100ml含有18%壳聚糖的乙酸溶液中并进行搅拌5h；2）将1）溶液过滤，滤饼80℃进行干燥6h，然后氮气保护下500℃煅烧2h，得到黑色粉末；3）将2）中所得黑色粉末置于10mlHF酸溶液中进行去模板反应1h，然后80℃进行干燥2h，得到多孔活性炭ACCh；4）将3）中所得黑色粉末置于含有12%硝酸钴和18%的偏钒酸铵溶液中浸渍2h，然后80℃进行干燥3h，再在氮气保护下500℃煅烧2h，即得Co3O4-V2O5/ACCh，其中Co3O4的含量为1.2%，V2O5的含量为5.5%。本专利技术公开一种高效低成本烟气脱硫催化剂的制备方法，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变工艺路线等环节实现，尽管本专利技术的方法已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本
技术实现思路
与范围内对本文所述的方法进行改动或重新组合，来实现最终结果。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本专利技术的内容和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效低成本烟气脱硫催化剂的制备方法，其特征在于：以废弃虾壳为原料衍生的壳聚糖为碳源，以天然埃洛石纳米管为模板，通过高温碳化、去模板等工序制备多孔碳，然后以硝酸钴和偏钒酸铵为钴源和钒源，经过浸渍、干燥、煅烧等工序，在复合载体表面生成四氧化三钴（Co

【技术特征摘要】
1.一种高效低成本烟气脱硫催化剂的制备方法，其特征在于：以废弃虾壳为原料衍生的壳聚糖为碳源，以天然埃洛石纳米管为模板，通过高温碳化、去模板等工序制备多孔碳，然后以硝酸钴和偏钒酸铵为钴源和钒源，经过浸渍、干燥、煅烧等工序，在复合载体表面生成四氧化三钴（Co3O4）和五氧化二钒（V2O5）催化活性中心，具体包括如下步骤：1）将天然埃洛石纳米管除铁后，置于含有壳聚糖的乙酸溶液中并进行搅拌3～10h；2）将1）溶液过滤，滤饼80℃进行干燥6h，然后氮气保护下500℃煅烧2h，得到黑色粉末；3）将2）中所得黑色粉末置于HF酸溶液中进行去模板反应1h，然后80℃进行干燥2h，得到多孔活性炭ACCh；4）将3）中所得黑色粉末置于硝酸钴和偏钒酸铵溶液中浸渍，然后干...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晋刚，
申请(专利权)人：天津市英派克石化工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12