钙钛矿型催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种钙钛矿型催化剂及其制备方法和应用。所述制备方法包括以下步骤：按比例将镧盐、锰盐、铁盐和水混合，得到混合盐溶液；向所述混合盐溶液中加入络合剂和pH调节剂，制得溶胶凝胶；将所述溶胶凝胶进行干燥、煅烧得到催化剂；其中，所述镧盐中的镧元素、所述锰盐中的锰元素和所述铁盐中的铁元素的摩尔比为1：(1～x)：x，0.1≤x≤0.5；所述煅烧的温度为650℃～850℃，所述煅烧的时间为5h～7h。该制备方法制备得到的催化剂对于氮氧化物具有更高的去除率。更高的去除率。更高的去除率。

【技术实现步骤摘要】
钙钛矿型催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及氮氧化物去除
，特别是涉及一种钙钛矿型催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]氮氧化物是机动车尾气的主要成分之一，其主要包括N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等多种氧化物。除NO2外，其他氮氧化物均极不稳定，遇光、湿或热易转化成NO2和NO，NO又被氧化成NO2。因此，大气中的氮氧化物通常以NO、NO2的形态存在。氮氧化物的危害主要为以下几点：第一，低浓度氮氧化合物会刺激人眼，其进入人体支气管和肺部后会形成硝酸、硝酸盐等腐蚀性物质，并引起气管炎、肺炎、甚至肺气肿。第二，NO可以与血液中的血红蛋白结合，使血液输氧能力下降，对机体氧气的正常输送产生不利影响，引起人体神经中枢障碍。第三，在太阳光紫外线的作用下，氮氧化物和碳氢化合物产生化学反应，形成光化学烟雾。光化学烟雾对人体有很强的刺激性和毒害作用。第四，氮氧化物与水或水蒸气作用，会生成酸性物质，这是酸雨形成的最大因素。因此，如何有效地控制氮氧化物的排放成为大气污染治理的热点。
[0003]目前主要采用选择性催化还原和非选择性催化还原法来去除氮氧化物。选择性催化还原法是以氨气为还原剂，反应温度为400℃左右，且要添加的催化剂的量很多。非选择性催化还原法也是以氨气为还原剂，无需添加催化剂，但整体反应温度很高，要达到1100℃左右，且氮氧化物去除率低。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种能够去除氮氧化物且氮氧化物去除率更高的钙钛矿型催化剂及其制备方法和应用。
[0005]本专利技术的一个方面，提供了一种钙钛矿型催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0006]将镧盐、锰盐、铁盐和水混合，得到混合盐溶液；
[0007]向所述混合盐溶液中加入络合剂和pH调节剂，制得溶胶凝胶；
[0008]将所述溶胶凝胶进行干燥、煅烧得到催化剂；
[0009]其中，在所述混合盐溶液中，所述镧盐中的镧元素、所述锰盐中的锰元素和所述铁盐中的铁元素的摩尔比为1：(1～x)：x，0.1≤x≤0.5；所述煅烧的温度为650℃～850℃，所述煅烧的时间为5h～7h。
[0010]在其中一个实施例中，所述络合剂包含柠檬酸和乙二胺四乙酸二钠，其中，所述柠檬酸和所述乙二胺四乙酸二钠的摩尔比为(1～2):1。
[0011]在其中一个实施例中，所述镧盐、所述锰盐、所述铁盐的总的摩尔量与所述络合剂的摩尔量之比为1:(1～3)。
[0012]在其中一个实施例中，所述向所述混合盐溶液中加入络合剂和pH调节剂，制得溶胶凝胶的步骤中，利用pH调节剂调节体系pH为8至9。
[0013]在其中一个实施例中，所述煅烧温度为700℃，煅烧时间为6h。
[0014]本专利技术的又一个方面，提供了一种钙钛矿型催化剂所述催化剂为铁锰酸镧钙钛矿型复合氧化物，其化学式为LaMn1‑
x
Fe
x
O3，其中，0.1≤x≤0.5。
[0015]在其中一个实施例中，所述钙钛矿型催化剂的化学式为LaMn
0.7
Fe
0.3
O3。
[0016]本专利技术还一个方面，提供将一种去除氮氧化物的方法，包括以下步骤：
[0017]将所述钙钛矿型催化剂用于催化氮氧化物的氧化反应。
[0018]在其中一个实施方式中，所述氧化反应条件为常温常压，以氧气或空气作为氧化剂。
[0019]本专利技术再一个方面，提供一种氮氧化物去除装置，其包括所述的钙钛矿型催化剂。
[0020]本专利技术再再一个方面，进一步提供一种机动车，包括所述的氮氧化物去除装置。
[0021]与现有技术相比，本专利技术至少具有如下有益效果：
[0022]本专利技术提供的钙钛矿型催化剂的制备方法，以一定摩尔比的镧盐、锰盐和铁盐为原料，采用溶胶凝胶法，在一定煅烧温度下制备得到铁锰酸镧钙钛矿型催化剂。由本专利技术提供的制备方法制备得到的催化剂，可以用于氮氧化物的有效去除，且相比于其他同类催化剂，由本专利技术提供的制备方法制备得到的催化剂对氮氧化物的去除率更高，而且该催化剂应用于氮氧化物的去除时，其催化反应可以在常温常压下进行，无需加热至高温，而且催化剂的用量也比较低，将其用于氮氧化物的去除，不仅方法简单，还可以节约成本。
附图说明
[0023]图1为本专利技术一实施方式的钙钛矿型催化剂的制备方法的流程示意图；
[0024]图2为本专利技术实施例3制备的催化剂的扫描电镜形貌图。
具体实施方式
[0025]为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0026]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0027]除了在操作实施例中所示以外或另外表明之外，所有在说明书和权利要求中表示成分的量、物化性质等所使用的数字理解为在所有情况下通过术语“约”来调整。例如，因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，适当改变这些近似值。用端点表示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何范围，例如，1至5包括1、1.1、1.3、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5等等。
[0028]请参阅图1，本专利技术提供一种钙钛矿型催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0029]S12，将镧盐、锰盐、铁盐和水混合，得到混合盐溶液；
[0030]S14，向所述混合盐溶液中加入络合剂和pH调节剂，制得溶胶凝胶；及
[0031]S16，将所述溶胶凝胶进行干燥、煅烧得到催化剂；
[0032]其中，在所述混合盐溶液中，所述镧盐中的镧元素、所述锰盐中的锰元素和所述铁盐中的铁元素的摩尔比为1：(1～x)：x，0.1≤x≤0.5；所述煅烧的温度为650℃～850℃，所述煅烧的时间为5h～7h。
[0033]在一些优先实施方式中，镧盐、锰盐和铁盐的阴离子相同，例如同为硝酸根、硫酸根、盐酸酸根等。优选地，镧盐为硝酸镧，锰盐为硝酸锰，铁盐为硝酸铁。
[0034]镧盐、锰盐和铁盐的摩尔比可以为1：(0.5～0.9)：(0.1～0.5)之间的任意比值，例如镧盐、锰盐和铁盐的摩尔比可以为1:0.5:0.5，1:0.6:0.4，1:0.7:0.3，1:0.8:0.2，1:0.9:0.1。优选地，镧盐、锰盐和铁盐的摩尔比为1:0.7:0.3。
[0035]络合剂没有特殊限定，可以选自多胺多酸，如乙二胺四乙酸、二乙二胺五乙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿型催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将镧盐、锰盐、铁盐和水混合，得到混合盐溶液；向所述混合盐溶液中加入络合剂和pH调节剂，制得溶胶凝胶；将所述溶胶凝胶进行干燥、煅烧得到催化剂；其中，在所述混合盐溶液中，所述镧盐中的镧元素、所述锰盐中的锰元素和所述铁盐中的铁元素的摩尔比为1：(1～x)：x，0.1≤x≤0.5；所述煅烧的温度为650℃～850℃，所述煅烧的时间为5h～7h。2.根据权利要求1所述的钙钛矿型催化剂的制备方法，其特征在于，所述络合剂包含柠檬酸和乙二胺四乙酸二钠，其中，所述柠檬酸和所述乙二胺四乙酸二钠的摩尔比为(1～2):1。3.根据权利要求1所述的钙钛矿型催化剂的制备方法，其特征在于，所述镧盐、所述锰盐和所述铁盐总的摩尔量与所述络合剂的摩尔量之比为1:(1～3)。4.根据权利要求1所述的钙钛矿型催化剂的制备方法，其特征在于，所述向所述混合盐溶液中加入络...

【专利技术属性】
技术研发人员：李琼，王贤波，金星，胡康泽，林萍，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：