一种尾气催化净化剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种尾气催化净化剂的制备方法，Mg(NO3)2、Zn‑MOF@Al2O3、TiCl4、H3BTC、TBAP、Al（NO3）3作为主要原料，尾气催化净化剂通过在载体Zn‑MOF@Al2O3上负载防水合剂和酸性活性位调控剂,使含有该催化剂在低温催化氮氧化物中兼具防水合和调控酸性活性位的性能，不仅解决了传统方法所制非负载型尾气净化催化剂带来的催化剂和反应物、生成物的难以分离问题,避免了在尾气处理中带来的二次污染，有效阻止了废物气体的排放，其所用原料按以下配比：Mg(NO3)2、Zn‑MOF@Al2O3摩尔比为5:18；TiCl4、Mg(NO3)2摩尔比为1:10；H3BTC、TBAP质量比为1.75:2；本发明专利技术制备的催化剂在尾气催化净化过程中具有优异的转化率和稳定性。

A preparation method of catalytic purifier for tail gas

The invention discloses a preparation method of tail gas catalytic purifier, Mg (NO3) 2, Zn MOF@Al2O3, TiCl4, H3BTC, TBAP, Al (NO3) 3 as the main raw material. The catalytic purifier of the tail gas is loaded with the waterproof mixture and the acid active site regulator on the carrier Zn MOF@Al2O3, so that the catalyst contains the catalyst in the low temperature catalytic nitrogen oxide. The properties of water proofing and regulation of acid active sites have not only solved the difficulty in separating the catalyst and reactant and the product from the catalyst from the traditional method, which has prevented the two pollution in the treatment of the tail gas and effectively prevented the discharge of the waste gas. The ratio of Mg (NO3) 2 and Zn MOF@Al2O3 molar ratio is 5:18; TiCl4, Mg (NO3) 2 mole ratio is 1:10; H3BTC and TBAP mass ratio is 1.75:2; the catalyst prepared by this invention has excellent conversion and stability during the catalytic purification process of tail gas.

【技术实现步骤摘要】
一种尾气催化净化剂的制备方法
本专利技术涉及一种尾气催化净化剂及其制备方法,属于环保

技术介绍
随着汽车保有量的增加,汽车向大气中排放的尾气越来越多。目前,许多国家已经对汽车尾气排放采取了严格的控制排放措施。因此汽车尾气的处理日益成为重要的课题。在现有技术中,对汽车尾气排放的控制是通过加装催化净化器来实现,而催化净化器的关键是催化剂。催化剂通常采用三层结构即由活性组分、活化涂层和载体组成。自稀土钙钛矿氧化物用于尾气催化以来,由于它的A、B位可以取代而产生氧空位,同时该类催化剂对贵金属催化剂有较大的价格优势,使得该类催化剂成为了研究的热点。但现有单一组分的催化性能不佳、稳定性差,不能满足日益严峻的汽车尾气排放污染。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种尾气催化净化剂的制备方法，使用该催化剂氮氧化物净化率大幅提高。一种尾气催化净化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：步骤1、将5molMg(NO3)2加入到500m1去离子水中，80℃加热搅拌，配成硝酸镁溶液，然后加入18mo1Zn-MOF@Al2O3，充分吸附后，将负载有Mg2+的Zn-MOF@Al2O3放在真空干燥箱里，以5℃/min的升温速度升温到105℃后，恒温干燥12h；步骤2、取出干燥物粉碎成200目的颗粒，放入马弗炉中以3℃/min升温到120℃，恒温30min，再以3/min升温到350℃，恒温120min，然后以5℃/min升温到450℃，恒温4h，自然降温后将物料取出；步骤3、将0.5molTiCl4加入到300m1水中，pH=10，充分水解制成Ti(OH)4溶胶，将该溶胶涂覆到上述步骤2得到的物料上，然后放在真空干燥箱里，以10℃/min的升温速度升到105℃后，恒温干燥15h，然后将干燥后的物料放入马弗炉中，以3℃/min升温到120℃，恒温30min，再以3℃/min升温到550℃，恒温4h，得到尾气催化净化剂。所述的Zn-MOF@Al2O3纳米材料制备方法如下：步骤1、将24份体积分数为66.7%的乙醇溶液、1.75份有机配体H3BTC和2份支持电解质TBAP加入到烧杯中,超声10min,超声功率为100W,使之分散溶解均匀,制成电解质溶液；步骤2、将金属Zn棒（纯度为99.98%）作为阳极,采用铜棒作为阴极,将所述阳极、阴极和电解质溶液连接成电解反应电路,保证阳极和阴极之间的距离为5cm,在电路电压为30V的条件下反应3h，将所得的产物用乙醇和水分别洗涤3次,并将其在100℃下干燥24h，随后在120℃的静态真空条件下处理12h，得到Zn-MOF纳米晶体材料；步骤3、向上述34份纳米晶体材料中加入3份乙醇,12.5份浓度为0.2mol/L的Al（NO3）3溶液,避光浸渍10h,室内自然曝光,将其离心分离洗涤,60℃干燥,制得有机聚合物MOF负载纳米铝复合材料,即Zn-MOF@Al2O3纳米材料。有益效果：本专利技术的汽车尾气催化净化剂通过在载体Zn-MOF@Al2O3上负载防水合剂和酸性活性位调控剂,使含有该催化剂在低温催化氮氧化物中兼具防水合和调控酸性活性位的性能，不仅解决了传统方法所制非负载型尾气净化催化剂带来的催化剂和反应物、生成物的难以分离问题,避免了在尾气处理中带来的二次污染，有效阻止了废物气体的排放；防水合剂遇水形成的离子M2+和OH-的离子积比铝离子和OH-的离子积大,所以,离子M2+更容易和OH-离子发生反应,从而避免OH-与铝离子反应而改变Zn-MOF@Al2O3的晶型,从而达到防止水合以及延长尾气催化剂的寿命，使其具有优异的转化率和稳定性。具体实施方式实施例1一种尾气催化净化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：步骤1、将5molMg(NO3)2加入到500m1去离子水中，80℃加热搅拌，配成硝酸镁溶液，然后加入18mo1Zn-MOF@Al2O3，充分吸附后，将负载有Mg2+的Zn-MOF@Al2O3放在真空干燥箱里，以5℃/min的升温速度升温到105℃后，恒温干燥12h；步骤2、取出干燥物粉碎成200目的颗粒，放入马弗炉中以3℃/min升温到120℃，恒温30min，再以3/min升温到350℃，恒温120min，然后以5℃/min升温到450℃，恒温4h，自然降温后将物料取出；步骤3、将0.5molTiCl4加入到300m1水中，pH=10，充分水解制成Ti(OH)4溶胶，将该溶胶涂覆到上述步骤2得到的物料上，然后放在真空干燥箱里，以10℃/min的升温速度升到105℃后，恒温干燥15h，然后将干燥后的物料放入马弗炉中，以3℃/min升温到120℃，恒温30min，再以3℃/min升温到550℃，恒温4h，得到尾气催化净化剂。所述的Zn-MOF@Al2O3纳米材料制备方法如下：步骤1、将24份体积分数为66.7%的乙醇溶液、1.75份有机配体H3BTC和2份支持电解质TBAP加入到烧杯中,超声10min,超声功率为100W,使之分散溶解均匀,制成电解质溶液；步骤2、将金属Zn棒（纯度为99.98%）作为阳极,采用铜棒作为阴极,将所述阳极、阴极和电解质溶液连接成电解反应电路,保证阳极和阴极之间的距离为5cm,在电路电压为30V的条件下反应3h，将所得的产物用乙醇和水分别洗涤3次,并将其在100℃下干燥24h，随后在120℃的静态真空条件下处理12h，得到Zn-MOF纳米晶体材料；步骤3、向上述34份纳米晶体材料中加入3份乙醇,12.5份浓度为0.2mol/L的Al（NO3）3溶液,避光浸渍10h,室内自然曝光,将其离心分离洗涤,60℃干燥,制得有机聚合物MOF负载纳米铝复合材料,即Zn-MOF@Al2O3纳米材料。实施例2步骤1、将3molMg(NO3)2加入到500m1去离子水中，80℃加热搅拌，配成硝酸镁溶液，然后加入18mo1Zn-MOF@Al2O3，充分吸附后，将负载有Mg2+的Zn-MOF@Al2O3放在真空干燥箱里，以5℃/min的升温速度升温到105℃后，恒温干燥12h；其余步骤同实施例1。实施例3步骤1、将1molMg(NO3)2加入到500m1去离子水中，80℃加热搅拌，配成硝酸镁溶液，然后加入18mo1Zn-MOF@Al2O3，充分吸附后，将负载有Mg2+的Zn-MOF@Al2O3放在真空干燥箱里，以5℃/min的升温速度升温到105℃后，恒温干燥12h；其余步骤同实施例1。实施例4步骤1、将10molMg(NO3)2加入到500m1去离子水中，80℃加热搅拌，配成硝酸镁溶液，然后加入18mo1Zn-MOF@Al2O3，充分吸附后，将负载有Mg2+的Zn-MOF@Al2O3放在真空干燥箱里，以5℃/min的升温速度升温到105℃后，恒温干燥12h；其余步骤同实施例1。实施例5步骤1、将15molMg(NO3)2加入到500m1去离子水中，80℃加热搅拌，配成硝酸镁溶液，然后加入18mo1Zn-MOF@Al2O3，充分吸附后，将负载有Mg2+的Zn-MOF@Al2O3放在真空干燥箱里，以5℃/min的升温速度升温到105℃后，恒温干燥12h；其余步骤同实施例1。实施例6步骤1、将5molMg(NO3)2加入到500m1去离子水中，80℃加热搅拌，配成硝酸镁溶液，然后加入9mo1Z本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种尾气催化净化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1、将5molMg(NO3)2加入到500m1去离子水中，80℃加热搅拌，配成硝酸镁溶液，然后加入18mo1Zn‑MOF@Al2O3，充分吸附后，将负载有Mg2+的Zn‑MOF@Al2O3放在真空干燥箱里，以5℃/min的升温速度升温到105℃后，恒温干燥12h；步骤2、取出干燥物粉碎成200目的颗粒，放入马弗炉中以3℃/min升温到120℃，恒温30min，再以3/min升温到350℃，恒温120min，然后以5℃/min升温到450℃，恒温4h，自然降温后将物料取出；步骤3、将0.5molTiCl4加入到300m1水中，pH=10，充分水解制成Ti(OH)4溶胶，将该溶胶涂覆到上述步骤2得到的物料上，然后放在真空干燥箱里，以10℃/min的升温速度升到105℃后，恒温干燥15h，然后将干燥后的物料放入马弗炉中，以3℃/min升温到120℃，恒温30min，再以3℃/min升温到550℃，恒温约4h，得到尾气催化净化剂。

【技术特征摘要】
1.一种尾气催化净化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1、将5molMg(NO3)2加入到500m1去离子水中，80℃加热搅拌，配成硝酸镁溶液，然后加入18mo1Zn-MOF@Al2O3，充分吸附后，将负载有Mg2+的Zn-MOF@Al2O3放在真空干燥箱里，以5℃/min的升温速度升温到105℃后，恒温干燥12h；步骤2、取出干燥物粉碎成200目的颗粒，放入马弗炉中以3℃/min升温到120℃，恒温30min，再以3/min升温到350℃，恒温120min，然后以5℃/min升温到450℃，恒温4h，自然降温后将物料取出；步骤3、将0.5molTiCl4加入到300m1水中，pH=10，充分水解制成Ti(OH)4溶胶，将该溶胶涂覆到上述步骤2得到的物料上，然后放在真空干燥箱里，以10℃/min的升温速度升到105℃后，恒温干燥15h，然后将干燥后的物料放入马弗炉中，以3℃/min升温到120℃，恒温30min，再以3℃/min升温到550℃，恒...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹羽，王智，
申请(专利权)人：宁波市河清源技术转移服务有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33