铬铁基一氧化氮常温常压高效治理催化剂的制备方法及其产品和应用技术

本发明专利技术公布了一种铬铁基一氧化氮常温常压高效治理催化剂的制备方法及其产品和应用，采用共沉淀方法制备。在沉淀过程中原位引入少量硫酸钾，经后续焙烧处理，进行催化剂表界面结构重构，调节表界面物理化学性质，降低催化剂表面对氧化产物NO

Preparation method, product and application of chromite based no catalyst for high efficiency treatment at room temperature and atmospheric pressure

【技术实现步骤摘要】
铬铁基一氧化氮常温常压高效治理催化剂的制备方法及其产品和应用
本专利技术涉及纳米材料制备领域，具体涉及一种铬铁基一氧化氮常温常压高效治理催化剂的制备方法及其产品和应用。
技术介绍
氮氧化物对环境的污染是一个全球性的问题。氮氧化物可形成酸雨、酸雾；与碳氢化合物形成光化学烟雾；参与破坏臭氧层等，对生态环境和人类健康造成极大的危害。据统计，全世界每年由于人类活动向大气排放的NOx约5300万吨，主要为NO和NO2。而NO占典型燃煤烟气NOx的95％，因此NO的治理，尤其是大气环境温度即室温治理尤为重要。目前的主要治理手段选择性催化还原法、汽车尾气三效催化法等，可在高温下高温（＞200℃）高浓度（1000ppm左右）下有效治理NO，但其无法应用于低温（≤200℃）或低浓度（≤200ppm）NOx的净化。吸附方法也不能有效去除NO，因为NO在常温以上为超临界流体，其物理吸附作用很弱，而且吸附并未改变NO的存在状态，脱附后依然面临NO的治理问题。而通过酸碱中和反应的吸收法简单易行，并可将污染物NOx转化为商业产品，变废为宝，极具应用前景。该法的使用前提是，将NO部分氧化为NO2，得到NO2占比重为50-60%的NOx气体，这样才有利于进行高效的吸收。本课题组开发了一系列NO常温氧化催化剂，如掺杂量为0.5-5%掺杂铬催化剂（CN103028413B）、铈锆基催化剂（CN103263925B）、锰铈固溶体和氧化铬催化剂（CN103357370B）、氧化铈促进的氧化铬担载锰催化剂（CN103357397B）、氧化铬担载锰铜催化剂（CN103357419B）、氧化铬担载锰催化剂（CN103394344B）、碱液表面处理的氧化铬催化剂（CN103506109B）、碱液处理整体式氧化铬催化剂（CN103657632B）、铬钴复合氧化物催化剂（溶胶凝胶法和浸渍法CN103990459B）、氧化铬蜂窝状整体式催化剂（CN104014327B）等。但上述催化剂在NO催化氧化反应中存在一个共性问题，即产生的NO2较难脱附，这直接制约了催化剂的催化性能和使用寿命。
技术实现思路
针对目前NO常温氧化催化剂的上述缺点，本专利技术目的在于提供一种铬铁基一氧化氮常温常压高效治理催化剂的制备方法。本专利技术的再一目的在于：提供一种上述方法制备的铬铁基一氧化氮常温常压高效治理催化剂产品。本专利技术的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。本专利技术目的通过下述方案实现：一种铬铁基一氧化氮常温常压高效治理催化剂的制备方法，采用优化的共沉淀方法制备，包括如下步骤：第一步，将摩尔比为9:1-1:1的硫酸铬和硫酸铁溶于去离子水中，配成金属盐溶液，金属盐溶液总摩尔浓度为0.15mol/L；第二步：向上述金属盐溶液中加入特定比例的硫酸钾，金属盐与硫酸钾的摩尔比为1:0.1；第三步，滴加浓氨水调节至pH为9左右，反应5h，抽滤、50-100℃干燥，300-500℃焙烧4h，得铬铁基一氧化氮常温常压高效治理催化剂。本专利技术提供一种铬铁基一氧化氮常温常压高效治理催化剂，根据上述所述的方法制备得到的。本专利技术提供一种铬铁基催化剂用于一氧化氮常温常压高效治理的应用。采用铬铁催化剂，在固定床装置中测试其NO净化性能。测试条件如下：气体总流量为750mL/min，反应在常温常压下进行，NO的初始浓度为20ppm，其余为空气，催化剂用量为0.1g。在沉淀过程中原位引入少量硫酸钾，经后续焙烧处理，进行催化剂表界面结构重构，调节表界面物理化学性质，降低催化剂表面对氧化产物NO2的吸附能，加速了其在催化剂表面的脱附速率，提高材料的一氧化氮常温常压催化性能。本专利所得铬铁基一氧化氮常温常压高效治理催化剂具有NO常温氧化活性好、稳定性高、制备方法简单等特点，易于规模化生产，具有很好的应用前景。本专利技术具有以下优点：沉淀过程中原位引入少量的硫酸钾，经后续特定处理工艺进行催化剂表界面结构重构，调节表界面物理化学性质，提高材料的一氧化氮常温常压活性。该制备方法可优化铬铁钾硫之间的相互作用，进而改变催化剂表面对氧化产物NO2的吸附能，加速了其在催化剂表面的脱附速率，提高了催化剂的使用寿命。制备方法简单，且所得催化剂NO常温氧化活性好、稳定性高，易于规模化生产，具有很好的应用前景。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明：本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1一种铬铁基一氧化氮常温常压高效治理催化剂，采用优化的共沉淀方法，按如下步骤制备：第一步，将摩尔比为9:1的硫酸铬和硫酸铁溶于去离子水中，配成金属盐溶液，金属盐溶液总摩尔浓度为0.15mol/L；第二步：向上述金属盐溶液中加入硫酸钾，金属盐与硫酸钾的摩尔比为1:0.1；第三步，滴加浓氨水调节至pH为9左右，反应5h，抽滤、50-100℃干燥，400℃焙烧4h，得Cr9Fe1-400。实施例2一种铬铁基一氧化氮常温常压高效治理催化剂，按如下步骤制备：第一步，将摩尔比为7:3的硫酸铬和硫酸铁溶于去离子水中，配成金属盐溶液，金属盐溶液总摩尔浓度为0.15mol/L；第二步：向上述金属盐溶液中加入硫酸钾，金属盐与硫酸钾的摩尔比为1:0.1；第三步，滴加浓氨水调节至pH为9左右，反应5h，抽滤、50-100℃干燥，400℃焙烧4h，得Cr7Fe3-400。实施例3一种铬铁基一氧化氮常温常压高效治理催化剂，按如下步骤制备：第一步，将摩尔比为5:5的硫酸铬和硫酸铁溶于去离子水中，配成金属盐溶液，金属盐溶液总摩尔浓度为0.15mol/L；第二步：向上述金属盐溶液中加入特定比例的硫酸钾，金属盐与硫酸钾的摩尔比为1:0.1；第三步，滴加浓氨水调节至pH为9左右，反应5h，抽滤、50-100℃干燥，400℃焙烧4h，得Cr5Fe5-400。实施例4一种铬铁基一氧化氮常温常压高效治理催化剂，按如下步骤制备：第一步，将摩尔比为9:1的硫酸铬和硫酸铁溶于去离子水中，配成金属盐溶液，金属盐溶液总摩尔浓度为0.15mol/L；第二步：向上述金属盐溶液中加入硫酸钾，金属盐与硫酸钾的摩尔比为1:0.1；第三步，滴加浓氨水调节至pH为9左右，反应5h，抽滤、50-100℃干燥，500℃焙烧4h，得Cr9Fe1-500。实施例5一种铬铁基一氧化氮常温常压高效治理催化剂，按如下步骤制备：第一步，将摩尔比为7:3的硫酸铬和硫酸铁溶于去离子水中，配成金属盐溶液，金属盐溶液总摩尔浓度为0.15mol/L；第二步：向上述金属盐溶液中加入硫酸钾，金属盐与硫酸钾的摩尔比为1:0.1；第三步，滴加浓氨水调节至pH为9左右，反应5h，抽滤、50-100℃干燥，500℃焙烧4h，得C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铬铁基一氧化氮常温常压高效治理催化剂的制备方法，其特征在于采用优化的共沉淀方法制备，包括如下步骤：/n第一步，将摩尔比为（9-1）:1的硫酸铬和硫酸铁溶于去离子水中，配成金属盐溶液，金属盐溶液总摩尔浓度为0.15 mol/L；/n第二步：向上述金属盐溶液中加入特定比例的硫酸钾，金属盐与硫酸钾的摩尔比为1:0.1；/n第三步，滴加浓氨水调节至pH为9，反应5h，抽滤、50-100℃干燥，300-500℃焙烧4h，得铬铁基一氧化氮常温常压高效治理催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种铬铁基一氧化氮常温常压高效治理催化剂的制备方法，其特征在于采用优化的共沉淀方法制备，包括如下步骤：
第一步，将摩尔比为（9-1）:1的硫酸铬和硫酸铁溶于去离子水中，配成金属盐溶液，金属盐溶液总摩尔浓度为0.15mol/L；
第二步：向上述金属盐溶液中加入特定比例的硫酸钾，金属盐与硫酸钾的摩尔比为1:0.1；
第三步，滴加浓氨水调节至pH为9，反应5h，抽滤、50-100℃干燥，300-500℃焙烧4h，得铬铁基一氧化氮常温常压高效治理催化剂。


2.根据权利要求1所述的铬铁基一氧化氮常温常压高效治理催化剂的制备方法，其特征在于，按如下步骤：
第一步，将摩尔比为9:1的硫酸铬和硫酸铁溶于去离子水中，配成金属盐溶液，金属盐溶液总摩尔浓度为0.15mol/L；
第二步：向上述金属盐溶液中加入硫酸钾，金属盐与硫酸钾的摩尔比为1:0.1；
第三步，滴加浓氨水调节至pH为9左右，反应5h，抽滤、50-100℃干燥，400℃焙烧4h，得Cr9Fe1-400。


3.根据权利要求1所述的铬铁基一氧化氮常温常压高效治理催化剂的制备方法，其特征在于，按如下步骤：
第一步，将摩尔比为7:3的硫酸铬和硫酸铁溶于去离子水中，配成金属盐溶液，金属盐溶液总摩尔浓度为0.15mol/L；
第二步：向上述金属盐溶液中加入硫酸钾，金属盐与硫酸钾的摩尔比为1:0.1；
第三步，滴加浓氨水调节至pH为9左右，反应5h，抽滤、50-100℃干燥，400℃焙烧4h，得Cr7Fe3-400。


4.根据权利要求1所述的铬铁基一氧化氮常温常压高效治理催化剂的制备方法，其特征在于，按如下步骤：
第一步，将摩尔比为5:5的硫酸铬和硫酸铁溶于去离子水中，配成金属盐溶液，金属盐溶液总摩尔浓度为0.15mol/L；
第二步：向上述金属盐溶液中加入特定比例的硫酸钾，金属盐与硫酸钾的摩尔比为1:0.1；...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔大祥，赵昆峰，童琴，蔡婷，袁静，金彩虹，
申请(专利权)人：上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31