一种纳米棒状形貌的CuTi复合氧化物脱硝催化剂的制备方法，其主要是将硝酸铜、硫酸钛和尿素溶解于蒸馏水中制成溶液，分别加温至90℃，将盐溶液加入到尿素溶液中，经过晶化、过滤、洗涤、干燥得到CuTi水滑石前驱体，最后在450℃煅烧4h，即可得到纳米棒状形貌CuTi复合氧化物脱硝催化剂。本发明专利技术合成方法简便、易操作，煅烧后活性组分均匀分散于载体表面，可有效提高催化效率。
Preparation method of nano rod shape CuTi complex oxide denitration catalyst
The preparation method of CuTi composite oxide denitrification catalyst with nanorod-like morphology is mainly to dissolve copper nitrate, titanium sulfate and urea into a solution in distilled water, and then add the salt solution to urea solution at 90 C, then crystallize, filter, wash and dry the CuTi hydrotalcite precursor. Finally, the CuTi hydrotalcite precursor is obtained. The calcined 4H at 450 OC can obtain nano rod shape CuTi composite oxide denitration catalyst. The synthesis method of the invention is simple and easy to operate, and the active components are evenly dispersed on the surface of the carrier after calcination, thereby effectively improving the catalytic efficiency.
【技术实现步骤摘要】
纳米棒状形貌CuTi复合氧化物脱硝催化剂的制备方法
本专利技术涉及一种催化剂的制备方法，特别是一种尾气脱硝催化剂的制备方法。
技术介绍
NOx是对生态环境破坏极为严重的污染物，是引发雾霾、酸雨、光化学烟雾的主要物质，还对人类的健康产生极大的危害，例如引起肺气肿、视力减退、支气管炎等疾病。NOx主要来源于煤和石油等化石燃料的燃烧，而且随着我国机动车保有量的持续增加，由机动车尾气排放造成的NOx污染日趋严峻。为了缓解机动车带来的能源消耗和污染排放等问题，研究人员开发了节能型的贫燃发动机。然而，传统减少排放NOx的三效催化剂在贫燃发动机工况下失效问题却限制其应用。因此，开发一种高效的贫燃(富氧)脱硝催化剂具有重要的意义。已有研究表明Cu和Ti的复合对富氧C3H6-SCR脱硝表现出一定的催化活性，且Cu在催化反应的电子传递过程中起到了关键作用(LuG,LiX,QuZ,etal.Chem.Eng.J.2011,168(3):1128-1133)。CuTi复合氧化物廉价及无毒的特点使其具有良好的应用潜力，采用传统的浸渍法制备的CuTi复合氧化物催化剂在低Cu含量时会造成Cu团聚而使反应活性降低(KomovaOV,SimakovAV,RogovVA,etal.J.Mol.Catal.A-Chem.2000,161(1-2):191-204)，限制了Cu组分含量增加的同时也制约了催化活性的提高。类水滑石是一类阴离子层状化合物,经一定温度焙烧后，脱去层间水、阴离子而形成复合金属氧化物。这种复合氧化物具有较大的比表面积、高的热稳定性、良好的抗烧结能力、金属离子可以达到分子甚至原子级的分散。因此，采用合成类水滑石衍生物的方法可以克服Cu组分团聚的现象，对提高催化效率具有积极的作用。L.Chmielarz(L.Chmielarz,P.Kustrowski,A.Rafalska-Lasocha.Appl.Cata.B:Environ；35(2002)195-210)制备了含有Cu和Co的类水滑石为前驱体的催化剂，并研究其对氨选择性还原NO的催化性能，结果表明含Cu的催化剂催化效果最好。A.E.Palomares等人(A.E.Palomares,A.Uzcategui,A.Corma.CatalToday；137(2008)261–266)研究了类水滑石CuMgAl和CoMgAl煅烧后对移动源NO的存储还原性能。目前，关于含Cu类水滑石为前驱体制备复合氧化物用于脱硝领域已有相关研究，但活性组分的团聚抑制催化效率问题仍有待解决。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种操作简单、无污染、成本低、脱硝效率高的纳米棒状形貌的CuTi复合氧化物脱硝催化剂的制备方法。本专利技术的制备方法如下：(1)盐溶液的制备：按每50ml蒸馏水加入6-12gCu(NO3)2·3H2O的比例，将Cu(NO3)2·3H2O溶解于蒸馏水中；再按每50ml蒸馏水加入2.4-4.8gTi(SO4)2·8H2O的比例，将Ti(SO4)2·8H2O溶解于蒸馏水中；(2)尿毒溶液的制备：按每100ml蒸馏水加入7g尿素的比例，将尿素溶解于蒸馏水中；(3)微乳液制备：分别将上述三种溶液水浴搅拌，升温加热至90℃，再将两种盐溶液快速加入尿素溶液中，持续搅拌，且使pH恒定为10，得到微乳液；(4)晶化：将步骤(3)所得微乳液90℃水浴搅拌下晶化24-48h，使pH恒定为10，若pH降低则用氨水进行调控；5)洗涤：将得到的沉淀去离子水洗3遍、无水乙醇洗3遍、分离，在70℃的条件下干燥12h，得到CuTi类水滑石前驱体；6)煅烧：将步骤(5)的CuTi类水滑石前驱体放入马弗炉中以2-4℃/min升温速率从室温程序升温到450℃，且在450℃条件下煅烧4-6h，最终得到纳米棒状形貌CuTi复合氧化物脱硝催化剂。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：合成方法简便、易操作，煅烧后活性组分均匀分散于载体表面，可有效提高催化效率。附图说明图1是本专利技术实施例1制备的纳米棒状形貌的CuTi复合氧化物脱硝催化剂的X-射线衍射图(XRD)。图2是本专利技术实施例1制备的纳米棒状形貌的CuTi复合氧化物脱硝催化剂的扫描电镜图(SEM)。图3是本专利技术实施例1制备的纳米棒状形貌的CuTi复合氧化物脱硝催化剂的透射电镜图(TEM)。图4是本专利技术实施例1制备的纳米棒状形貌的CuTi复合氧化物脱硝催化剂NO+O2的程序升温脱附谱图。图5是本专利技术实施例1制备的纳米棒状形貌的CuTi复合氧化物脱硝催化剂在含氧气氛下催化丙烯还原NO的转化率图。具体实施方式实施例1称取6.00gCu(NO3)2·3H2O、2.40gTi(SO4)2·8H2O分别溶解于50mL蒸馏水中，称取7.00g尿素溶解于100ml蒸馏水中，将他们分别水浴搅拌加热至90℃，将上述两种盐溶液迅速加入尿素溶液中，持续搅拌，使pH恒定为10，得到微乳液；将所得微乳液90℃水浴搅拌下晶化24h；得到的沉淀物进行去离子水洗3遍、无水乙醇洗3遍、然后分离，在70℃的条件下干燥12h，得到CuTi类水滑石前驱体；最好将干燥后的CuTi类水滑石前驱体放入马弗炉中以2℃/min速度从室温程序升温到450℃，再在450℃的条件下煅烧4h，最终得到纳米棒状形貌的CuTi复合氧化物脱硝催化剂。如图1所示，制备的催化剂表现出水滑石和钛酸铜的晶相结构，说明水滑石结构没有完全破坏兼有钛酸铜结构生成。如图2所示，说明制备的催化剂为纳米棒状形貌。如图3所示，更加清楚地说明催化剂为纳米棒状形貌。如图4所示，说明NO和O2可以在催化剂表面生成大量的硝酸盐，是含氧条件下NO催化还原为N2的前提条件。如图5所示，CuTi复合氧化物脱硝催化剂在含氧气氛下催化丙烯还原NO的转化率，在260℃时NO的转化率为75％，说明该催化剂的催化效率良好。实施例2称取8.00gCu(NO3)2·3H2O、3.00gTi(SO4)2·8H2O分别溶解于50mL蒸馏水中，称取7.00g尿素溶解于100ml蒸馏水中，将他们分别水浴搅拌加热至90℃，将上述两种盐溶液迅速加入尿素溶液中，持续搅拌，使pH恒定为10，得到微乳液；将所得微乳液90℃水浴搅拌下晶化30h；得到的沉淀物进行去离子水洗3遍、无水乙醇洗3遍、然后分离，在70℃的条件下干燥12h，得到CuTi类水滑石前驱体；最好将干燥后的CuTi类水滑石前驱体放入马弗炉中以2℃/min速度从室温程序升温到450℃，再在450℃的条件下煅烧4h，最终得到纳米棒状形貌的CuTi复合氧化物脱硝催化剂。实施例3称取10.00gCu(NO3)2·3H2O、3.80gTi(SO4)2·8H2O分别溶解于50mL蒸馏水中，称取7.00g尿素溶解于100ml蒸馏水中，将他们分别水浴搅拌加热至90℃，将上述两种盐溶液迅速加入尿素溶液中，持续搅拌，使pH恒定为10，得到微乳液；将所得微乳液90℃水浴搅拌下晶化48h；得到的沉淀物进行去离子水洗3遍、无水乙醇洗3遍、然后分离，在70℃的条件下干燥12h，得到CuTi类水滑石前驱体；最好将干燥后的CuTi类水滑石前驱体放入马弗炉中以4℃/min速度从室温程序升温到450℃，再在450℃的条件下煅烧6h，最终得到纳米棒状形貌的CuTi复合氧化物本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种CuTi复合氧化物选择性催化还原脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤：(1)按每50ml蒸馏水加入6‑12gCu(NO3)2·3H2O的比例，将Cu(NO3)2·3H2O溶解于蒸馏水中；再按每50ml蒸馏水加入2.4‑4.8gTi(SO4)2·8H2O的比例，将Ti(SO4)2·8H2O溶解于蒸馏水中；(2)按每100ml蒸馏水加入7g尿素的比例，将尿素溶解于蒸馏水中；(3)分别将上述三种溶液水浴搅拌，升温加热至90℃，再将两种盐溶液快速加入尿素溶液中，持续搅拌，且使pH恒定为10，得到微乳液；(4)将步骤(3)所得微乳液90℃水浴搅拌下晶化24‑48h，使pH恒定为10；(5)将得到的沉淀去离子水洗3遍、无水乙醇洗3遍、分离，在70℃的条件下干燥12h，得到CuTi类水滑石前驱体；(6)将步骤(5)的CuTi类水滑石前驱体放入马弗炉中以2‑4℃/min升温速率从室温程序升温到450℃，且在450℃条件下煅烧4‑6h，最终得到纳米棒状形貌CuTi复合氧化物脱硝催化剂。
【技术特征摘要】
1.一种CuTi复合氧化物选择性催化还原脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤：(1)按每50ml蒸馏水加入6-12gCu(NO3)2·3H2O的比例，将Cu(NO3)2·3H2O溶解于蒸馏水中；再按每50ml蒸馏水加入2.4-4.8gTi(SO4)2·8H2O的比例，将Ti(SO4)2·8H2O溶解于蒸馏水中；(2)按每100ml蒸馏水加入7g尿素的比例，将尿素溶解于蒸馏水中；(3)分别将上述三种溶液水浴搅拌，升温加热至90℃，再将两种盐溶液快速加入尿素溶液中，持续搅拌，且使pH恒定为10，得到微乳液；(4)将步...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁德玲，李娜，唐首锋，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13
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