一种多孔复合氧化物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多孔复合氧化物，其特征在于，X线回折分析，在5‑10º之间至少存在2个以上的衍射峰，20‑25º之间至少存在4个以上的衍射峰，BET比表面积200m

A Porous Composite Oxide and Its Preparation Method

The invention discloses a porous composite oxide, which is characterized by X-ray refraction analysis. There are at least two diffraction peaks between 5 10, at least four diffraction peaks between 20 25, and the BET specific surface area is 200 m.

【技术实现步骤摘要】
一种多孔复合氧化物及其制备方法
本专利技术涉及氮氧化物去除
，具体说是一种多孔复合氧化物及其制备方法。
技术介绍
使用钒钛等金属氧化物催化剂通过选择性催化还原（SCR），利用尿素水或氨可以对电厂，工业锅炉，窑炉等工厂废气以及内燃机排出的废气所含的氮氧化物进行净化。可是这种催化剂中的钒，由于在高温下容易升华，使得催化剂的活性下降。并且催化剂由于含有有害元素钒，使得催化剂的回收处理较为困难。特别是作为移动源的脱硝催化剂来说，钒有可能从废气中排出，所以特别不适合汽车尾气的净化。CN104971736A公开了一种天然铁锰复合氧化物SCR脱硝催化剂及利用其对烟气脱销的方法，催化剂是以含有纳米铁氧化物和纳米锰氧化物、且具有纳米-微米多级孔结构的天然铁锰氧化物矿石为原料。虽然这种催化剂300度以下低温区间内的低温催化活性较好，但是这种分子筛SCR催化剂在400度以上的高温区间内的催化活性较低，往往不能满足作为移动源的脱硝催化剂，尤其是汽车尾气脱硝催化剂所要求的高活性，宽温度窗口的要求。CN104971780A公开了一种SCR脱硝催化剂，用硅藻土和分子筛来替代钛白粉作为载体，并加入稀土氧化物可以提高催化剂的耐热性，起到稳定晶格结构和防止体积收缩的双重作用；加入聚二茂铁提高脱硝催化剂的脱硝率，但这种催化剂仍无法满足移动源的脱硝催化剂700℃以上高温水热稳定性的要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种多孔复合氧化物及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种多孔复合氧化物，X线回折分析，在5-10º之间至少存在2个以上的衍射峰，20-25º之间至少存在4个以上的衍射峰，BET比表面积200m2/g以上，至少含有硅、铝、磷等三种元素，同时至少含有铜和铁元素中的一种元素。优选的，所述硅元素的质量含量为6%-20%；铝元素的质量含量为10%-30%；磷元素的质量含量为10%-30%；铁或铜元素的质量含量为5%以下。优选的，所述多孔复合氧化物可作为氮氧化物净化用催化剂。优选的，一种多孔复合氧化物，其制备方法包括以下步骤：至少含有硅原子、铝原子、磷原子、铜原子或铁原子以及季铵盐与水所组成的初始凝胶A，经过100℃-250℃温度下的水热合成，从水热合成后的母液中分离制备出的固体前驱体，加入到至少含有硅原子、铝原子、磷原子、铜原子或铁原子以及有机胺和水的初始凝胶B中，所得混合物在100℃-250℃温度下进行水热合成，从水热合成后的母液中分离出固体粉末，经过干燥、洗涤以及焙烧后得到多孔复合氧化物。优选的，所用季铵盐为四乙基氢氧化铵，所用有机胺为吗啉。优选的，所制备的多孔复合氧化物可用作催化剂。由于采用了上述技术方案，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的多孔复合氧化物可用作去除氮氧化物的催化剂，不仅在150-200℃的低温区间内有非常高的催化脱硝活性，而且在500℃以上的高温区间也有较高的催化脱硝活性。本专利技术在低温及高温的氮氧化合物净化性能都较高，且高温水热稳定性能良好，适宜用作为SCR催化剂。附图说明图1：实施例1所制备的多孔复合氧化物1的XRD。图2：实施例2所制备的多孔复合氧化物2的XRD。图3：实施例3所制备的多孔复合氧化物3的XRD。以下，就本专利技术的实施方式进行详细的说明，但以下说明是本专利技术的实施方式的一例（代表例），并不是特别指定这些内容。氮氧化物及其净化通过本专利技术的对象催化剂净化的氮氧化物举例有一氧化氮、二氧化氮、一氧化二氮等。本说明书中，净化氮氧化物是指使氮氧化物在催化剂上反应，转化成氮气和氧气等。此时，氮氧化物可以直接反应，也可以出于提高净化效率的目的，与还原剂共存于催化剂中。还原剂可以使用氨、尿素、有机胺类、一氧化碳、烃、氢等，优选使用氨、尿素。催化剂本专利技术的对象催化剂如上所述，是指可以净化氮氧化物的催化剂，具体是指含有多孔复合氧化物的氮氧化物净化用催化剂。多孔复合氧化物中的各组分含量氧化物中所含各元素的比例无特别限定。其中硅元素的质量含量为6%-20%，优选7%-18%；铝元素的质量含量为10%-30%，优选15%-25%；磷元素的质量含量为10%-30%，优选15%-25%；铁或铜元素的质量含量为5%以下，优选4%以下。多孔复合氧化物催化剂的合成方法多孔复合氧化物的合成方法为水热法，具体步骤如下：(a)在反应釜中依次加入氢氧化钠和/或氢氧化钾，季铵盐和水混合，再加入铝源及硅源，最后加入铜源或铁源，充分搅拌后形成具有如下配比的凝胶混合物A：SiO2：Al2O3摩尔比=5-200；Na2O和/或KOH：SiO2摩尔比=0.05-0.5；水:SiO2摩尔比=5-200；季铵盐:SiO2摩尔比=0.02-1。CuO或Fe2O3:SiO2摩尔比=0.005-0.03(b)凝胶混合物A转移到反应釜内，进行水热合成反应；经水热合成反应后，经过滤、洗涤、干燥,得到权利要求1所述的多孔复合氧化物的前驱体A；(c)将铜源或铁源加至磷酸水溶液中溶解，然后加入铝源，充分搅拌反应后加入二氧化硅溶胶；然后加入有机胺，搅拌，充分反应后得到具有以下的组成的凝胶混合物B：P2O5：Al2O3摩尔比=0.5-1.5；SiO2：Al2O3摩尔比=0.05-1.0；有机胺:Al2O3摩尔比=0.5-5；CuO或Fe2O3:Al2O3摩尔比=0.005-0.03水:Al2O3摩尔比=25-100。（d）将凝胶混合物B投入高压反应釜内，并加入多孔复合氧化物的前驱体A，进行水热合成反应。前驱体A中SiO2：凝胶混合物B中Al2O3摩尔比=0.05-1(e）将步骤（d）所得的产物经过滤、洗涤、干燥,焙烧后得到多孔复合氧化物。合成原料步骤(a，c)所述的铝源，无特别限定，通常为拟薄水铝石，异丙醇铝，三乙醇铝等烷醇铝，氢氧化铝，氧化铝溶胶，铝酸钠等，优选拟薄水铝石，氢氧化铝以及铝酸钠。步骤(a，c)所述的硅源，无特别限定，通常为气相二氧化硅、二氧化硅溶胶、胶体二氧化硅、水玻璃、硅酸乙酯、硅酸甲酯等，优选气相气相二氧化硅、二氧化硅溶胶以及胶体二氧化硅；步骤(a，c)所述的铜源或铁源，无特别限定，通常使用铜盐或铁盐，例如可以使用硝酸盐、硫酸盐、醋酸盐、盐酸盐等。也可以使用合铜或铁的氧化物。步骤(a)所述的季铵盐，无特别限定，通常为四甲基氢氧化铵，四乙基氢氧化铵，四丙基氢氧化铵，二甲基二乙基氢氧化铵，甲基三乙基氢氧化铵，三甲基乙基氢氧化铵等。优选四乙基氢氧化铵，四丙基氢氧化铵。步骤(c)所述的有机胺，无特别限定，既可以使用含杂原子氮的脂环式杂环化合物，也可使用烷基胺，还可以使用这两个种胺类化合物的混合物。对于含有杂原子氮的脂环式杂环化合物，优选吗啉、N—甲基吗啉，哌啶，哌嗪，N，N'—二甲基哌嗪，1，4—二氮杂二环（2，2，2）辛烷，N—甲基哌啶，3-甲基哌啶，奎宁环，吡咯烷，N-甲基吡咯烷酮，六亚甲基亚胺等，优选吗啉，六亚甲基亚胺，哌啶，特别优选吗啉。对于烷基胺，优选二乙胺，二正丙基胺，三正丙胺，三异丙胺，三乙胺，三乙醇胺，N，N—二乙基乙醇胺，N，N—二甲基乙醇胺，N—甲基二乙醇胺，N—甲基乙醇胺，二—正丁胺，新戊胺，二正戊胺，异丙胺，叔丁胺，乙二胺，二异丙基乙胺，N—甲基正丁胺等，优选二正丙胺，三正丙胺，三正丙胺，三乙胺，二正丁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔复合氧化物，其特征在于，X线回折分析，在5‑10 º之间至少存在2个以上的衍射峰，20‑25 º之间至少存在4个以上的衍射峰，BET比表面积200m2/g以上，至少含有硅、铝、磷等三种元素，同时至少含有铜和铁元素中的一种元素。

【技术特征摘要】
1.一种多孔复合氧化物，其特征在于，X线回折分析，在5-10º之间至少存在2个以上的衍射峰，20-25º之间至少存在4个以上的衍射峰，BET比表面积200m2/g以上，至少含有硅、铝、磷等三种元素，同时至少含有铜和铁元素中的一种元素。2.根据权利要求1所述的一种多孔复合氧化物，其特征在于，所述硅元素的质量含量为6%-20%；铝元素的质量含量为10%-30%；磷元素的质量含量为10%-30%；铁或铜元素的质量含量为5%以下。3.根据权利要求1和2中任一权利要求所述的一种多孔复合氧化物，其特征在于，所述多孔复合氧化物可作为氮氧化物净化用催化剂。4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的一种多孔复合氧化物，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：高培海，高金鹏，孙钦磊，
申请(专利权)人：山东艾泰克环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37