一种制备CuSO制造技术

本发明专利技术公开了一种制备CuSO

【技术实现步骤摘要】
一种制备CuSO4/TiO2抗硫脱硝催化剂的方法
本专利技术属于大气污染治理
，特别涉及到CuSO4/TiO2高抗硫性脱硝催化剂的合成方法。
技术介绍
化石燃料燃烧产生的氮氧化物(NOx，主要包含NO和NO2)是目前我国主要的大气污染物之一，可以引起酸雨、光化学烟雾和灰霾等环境问题。快速有效地降低NOx的排放是改善我国大气环境的重要途径之一。氨气选择性催化还原法(NH3-SCR)是目前主流的烟气脱硝方法，被大规模应用于热电厂、钢铁厂、水泥厂等固定源NOx的减排中。该方法利用氨气与NOx反应生成无污染的氮气和水，从而达到去除NOx的目的。脱硝催化剂是该方法的核心技术之一，直接关系着该方法对NOx的去除效率。目前使用的商业脱硝催化剂V2O5-WO3/TiO2中V2O5的生物毒性很高，很容易对环境产生不利影响，并且容易将烟气中的SO2氧化成SO3从而会腐蚀下游的管道。而目前所研究的非钒基催化剂虽然活性较高，但是抗硫性能普遍较差。烟气中的SO2很容易毒化非钒基催化剂上的活性位，从而引起催化剂的活性下降。因此，开发新型高效的高抗硫性脱硝催化剂具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种CuSO4/TiO2高抗硫性脱硝催化剂的制备方法。通过溶胶-凝胶法，使CuSO4更均匀的分布在催化剂表面，暴露出更多的酸性位，从而有利于NH3在催化剂表面的吸附和活化。并且利用CuSO4在SO2中稳定的性质，使催化剂具有高抗硫性能，克服了目前非钒基氧化物催化剂抗硫性能差的缺点。通过本专利技术制备方法得到的催化剂在280～380℃下可以高效去除烟气中的NOx，并且具有很高的抗硫性能。具体
技术实现思路
如下：一种制备CuSO4/TiO2抗硫脱硝催化剂的方法：(1)将钛酸丁酯溶于无水乙醇中，得到钛酸丁酯溶液；将CuSO4·5H2O溶于水和乙醇的混合溶液中，得到CuSO4溶液；钛酸丁酯浓度是0.2～2mol/L；CuSO4的浓度是0.02～0.2mol/L；钛酸丁酯与CuSO4的摩尔比为80:1～8:1；(2)搅拌条件下，将(1)中的钛酸丁酯溶液加入到CuSO4溶液中，得到溶胶；搅拌速度为200～1000r/min，温度为室温；(3)将步骤(2)得到的溶胶静置老化后得到的凝胶，静置老化时间为2～6h；(4)将步骤(3)得到的凝胶烘干后，再经焙烧得到CuSO4/TiO2催化剂，烘干温度为100～130℃；焙烧温度为450～600℃，升温速率为2～5℃/分。步骤(1)中的水和乙醇混合溶液中水和乙醇的体积比为0.2:1～4:1。本专利技术利用溶胶-凝胶法制得CuSO4/TiO2脱硝催化剂，使CuSO4在TiO2载体上均匀分布，保持TiO2的高比表面积，从而使催化剂具有较多的酸性位位点，在280～380℃显示出较高的脱硝活性；并且该催化剂利用了CuSO4不受SO2影响的性质，从而使催化剂在拥有高的抗硫性能。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术的制备方法中所用的原材料简单，成本较低，对环境的影响小；(2)本专利技术的制备方法无需模板剂、分散剂等，流程简单，易于操作；(3)本专利技术制备的CuSO4/TiO2脱硝催化剂比表面积较高，拥有较多的酸性位数目；(4)本专利技术获得的CuSO4/TiO2脱硝催化剂以氨为还原剂时，在280～380℃范围内NOx的去除率皆在90％以上，并且拥有很高的抗硫性能。附图说明图1为本专利技术中实施例1～7的活性测试结果；图2为本专利技术中实施例1和3的抗硫性能测试结果；图3为本专利技术中实施例1～7的NH3-TPD测试结果和酸性位数目结果；图4为本专利技术中实施例1的TEM照片；图5为本专利技术中实施例1～7的XRD测试结果；具体实施方式以下结合实施案例对本专利技术的实施作进一步说明和描述，但本专利技术的实施方式并不限于此。如有未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。实施例1(1)用移液管移取0.10mol(35.2ml)钛酸丁酯，加入到100ml无水乙醇中，搅拌均匀，得到溶液A；(2)取25ml无水乙醇，加入到25ml去离子水中，搅拌均匀；然后加入0.005mol(1.25g)CuSO4·5H2O，再次搅拌至均匀，得到溶液B；(3)500r/min转速搅拌下，将溶液A逐滴加入到溶液B中，形成溶胶，然后继续搅拌60min；停止搅拌，将得到的凝胶静置老化3h；(4)将(3)中老化后的凝胶在鼓风干燥箱中110℃下干燥8h，得到干凝胶；(5)将(4)中得到的干凝胶在马弗炉中500℃下空气氛围中焙烧5h，得到CuSO4/TiO2高抗硫性脱硝催化剂。(6)该实施案例的NOx转化率测试结果见图1，280～380℃时的NOx转化率在90％以上；其抗硫稳定性测试结果见图2，72h内NOx转化率未有明显变化；酸性位测试结果见图3，其表面的酸性位数目为3.83mmol/g；TEM测试结果(图4)显示该实施案例得到的催化剂纳米颗粒有很好的分散性；XRD测试结果(图5)显示该实施案例得到的催化剂仅显示TiO2的衍射峰，表明CuSO4在载体TiO2上有很高的分散性。实施例2(1)用移液管移取0.10mol(35.2ml)钛酸丁酯，加入到100ml无水乙醇中，搅拌均匀，得到溶液A；(2)取25ml无水乙醇，加入到25ml去离子水中，搅拌均匀；然后加入0.003mol(0.75g)CuSO4·5H2O，再次搅拌至均匀，得到溶液B；(3)500r/min转速搅拌下，将溶液A逐滴加入到溶液B中，形成溶胶，然后继续搅拌60min；停止搅拌，将得到的凝胶静置老化3h；(4)将(3)中老化后的凝胶在鼓风干燥箱中110℃下干燥8h，得到干凝胶；(5)将(4)中得到的干凝胶在马弗炉中500℃下空气氛围中焙烧5h，得到CuSO4/TiO2高抗硫性脱硝催化剂。(6)该实施案例的NOx转化率测试结果见图1，280～380℃时的NOx转化率在90％以上；酸性位测试结果见图3，其表面的酸性位数目为4.21mmol/g；XRD测试结果(图5)显示该实施案例得到的催化剂仅显示TiO2的衍射峰，表明CuSO4在载体TiO2上有很高的分散性。实施例3(1)用移液管移取0.10mol(35.2ml)钛酸丁酯，加入到100ml无水乙醇中，搅拌均匀，得到溶液A；(2)取25ml无水乙醇，加入到25ml去离子水中，搅拌均匀；然后加入0.008mol(2.00g)CuSO4·5H2O，再次搅拌至均匀，得到溶液B；(3)500r/min转速搅拌下，将溶液A逐滴加入到溶液B中，形成溶胶，然后继续搅拌60min；停止搅拌，将得到的凝胶静置老化3h；(4)将(3)中老化后的凝胶在鼓风干燥箱中110℃下干燥8h，得到干凝胶；(5)将(4)中得到的干凝胶在马弗炉中500℃下空气氛围中焙烧5h，得到CuSO4/T本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备CuSO

【技术特征摘要】
1.一种制备CuSO4/TiO2抗硫脱硝催化剂的方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)将钛酸丁酯溶于无水乙醇中，得到钛酸丁酯溶液；将CuSO4·5H2O溶于水和乙醇的混合溶液中，得到CuSO4溶液；钛酸丁酯浓度是0.2～2mol/L；CuSO4的浓度是0.02～0.2mol/L；钛酸丁酯与CuSO4的摩尔比为80:1～8:1；
(2)搅拌条件下，将(1)中的钛酸丁酯溶液加入到CuSO4溶液中，得到溶胶；搅拌速度为200～1000r...

【专利技术属性】
技术研发人员：于艳科，田明姣，姜泽宇，建艳飞，何炽，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61