一种新型杂盐蓄热载体烟气催化材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种新型杂盐蓄热载体烟气催化材料的制备方法，包括如下步骤：（1）确定杂盐的添加量；（2）将杂盐进行煅烧去杂质；（3）将步骤（1）中筛选得到的陶瓷材料、步骤（2）中煅烧后的杂盐与强磁金属粒子混合，经过高温预氧化、热压成型使样品充分烧结，冷却至室温后，将弱磁金属粉末溶解后进行喷涂、烘干后即得。本发明专利技术所述的新型杂盐蓄热载体烟气催化材料使杂盐得到了资源化利用，并兼备了固体显热催化材料和潜热蓄热两者的长处，又克服了两者的不足，从而使新型杂盐蓄热载体烟气催化材料具备能快速放热、快速蓄热和蓄热量大的特有性能。快速蓄热和蓄热量大的特有性能。

【技术实现步骤摘要】
一种新型杂盐蓄热载体烟气催化材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于废盐回收再利用领域，尤其是涉及一种新型杂盐催化材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着工业的发展，会产生大量有机污染物，挥发性有机污染物（VOCs）为典型的气相污染物。催化燃烧是挥发性有机物治理中使用最广泛的技术之一，其核心则是对催化剂的选择。整体催化剂由于克服了传统颗粒催化剂在实际工业应用中的缺点而受到广泛关注。本文以价格低廉且来源丰富的杂盐作为载体，通过浸渍法将CoMn和CoCu等复合氧化物负载到载体上制备出整体催化剂，所制备的整体催化剂在VOCs催化活性方面具有明显优势，进一步表现出其优秀的催化氧化能力。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种新型杂盐蓄热载体烟气催化材料及其制备方法。
[0004]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种新型杂盐蓄热载体烟气催化材料的制备方法，包括如下步骤：（1）确定杂盐的添加量；（2）将杂盐进行煅烧去杂质；（3）将所述的步骤（2）中煅烧后的杂盐与陶瓷材料、强磁金属粒子混合，经过高温预氧化、热压成型使样品充分烧结得到预制体，冷却至室温后，将弱磁金属粉末配置成前驱体溶液后喷涂于所述的预制体上，烘干后即得。
[0005]进一步，所述的步骤（1）中的杂盐与陶瓷材料、强磁金属粒子的质量比为20
‑
50:20
‑
30:20
‑
40。
[0006]进一步，所述的步骤（3）中的强磁金属粒子为磁铁矿和/或赤铁矿；所述的步骤（3）中的弱磁金属粉末为铁粉、La2CoAlO6、Co8Mn
0.5
Fe
0.5
O
x
、Sr2FeMoO6或La2Zr2O7中的至少一种。
[0007]进一步，所述的步骤（3）中的高温预氧化步骤的温度为 800
‑
1600℃，时间为5
‑
30min；所述的步骤（3）中的热压成型步骤的温度为1100
‑
1600℃，成型压力为0.8
‑
2 MPa，保压时间是5
‑
15min；所述的步骤（3）中的烘干步骤的温度为80
‑
100℃，时间为8
‑
16小时。
[0008]进一步，所述的步骤（2）中的煅烧步骤的升温速率为5
‑
20℃/min，温度为600
‑
1200℃，时间为4
‑
8小时。
[0009]进一步，所述的步骤（1）中的陶瓷材料为磷酸二氢铝、SiC粉、高岭土、钠长石、MgO或α
‑
Al2O3中的至少一种。
[0010]一种新型杂盐蓄热载体烟气催化材料，该烟气催化材料由包括如下重量份的原料制成：杂盐
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
20
‑
50份，
陶瓷材料
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
20
‑
30份，强磁金属粒子
ꢀꢀꢀꢀ
20
‑
40份。
[0011]进一步，所述的烟气催化材料的循环使用温度为200
‑
600℃。
[0012]优选的，所述的杂气催化材料的循环使用温度为400
‑
600℃。
[0013]进一步，所述的强磁金属粒子为磁铁矿和/或赤铁矿。
[0014]进一步，所述的陶瓷材料为磷酸二氢铝、SiC粉、高岭土、钠长石、MgO或α
‑
Al2O3中的至少一种。
[0015]杂盐得到了资源化利用，成品蓄热陶瓷VOCs催化氧化材料兼备了VOCs整体催化剂和潜热蓄热两者的长处，又克服了两者的不足，从而使之具备能快速放热和快速蓄热，蓄热量大、高催化活性等特有性能。
[0016]蒸发结晶出来的废杂盐属于危废，但是这种废杂盐经转窑热解煅烧之后，去除COD等有机污染物后，变成含有少量重金属粒子（铝、镍、铁、铬、钛等）的杂盐，之后与SiC、MgO、AL2O3、磷酸二氢铝中的一种或几种混合后，热干压成型。这一过程中部分杂盐溶解或气化，内部形成多孔结构，有利于增强蓄热效果。
[0017]韧性金属颗粒（铝、镍、铁、铬、钛等）或者一些高强度、高熔点、高弹性模量的氮化物、碳化物等第二相粒子的存在，能通过这些粒子的塑性来吸收外来应力。金属粒子作为延性第二相，不仅改善了陶瓷的烧结性，而且可以以多方式阻碍陶瓷裂纹的扩展，使得陶瓷材料的断裂韧性和抗弯强度得以明显提高。
[0018]相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：本专利技术所述的新型杂盐蓄热载体烟气催化材料使杂盐得到了资源化利用，并兼备了固体显热催化材料和潜热蓄热两者的长处，又克服了两者的不足，从而使新型杂盐蓄热载体烟气催化材料具备能快速放热、快速蓄热和蓄热量大的特有性能；并且该催化材料含有重金属和熔融盐传导和储热能力大幅度增强，低挥发性杂盐蒸发所留空隙上被渡上薄薄一层金属蓄热催化材料，这层金属材料通过磁力与蓄热载体内部磁性金属材料相互偶联，所生成的载体既有吸附性，又具有高潜热。
[0019]本专利技术所述的新型杂盐蓄热载体烟气催化材料内的金属粒子作为延性第二相，不仅改善了陶瓷的烧结性，而且可以以多种方式阻碍陶瓷裂纹的扩展，使得陶瓷材料的断裂韧性和抗弯强度得以显著提高，并为废水趋零排放做贡献。
具体实施方式
[0020]除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本专利技术所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
[0021]下面结合实施例来详细说明本专利技术。
[0022]实施例1一种新型杂盐蓄热载体烟气催化材料的制备方法，包括如下步骤：（1）采用工业废水处理分离出的杂盐（杂盐中含有NaCl、NaSO4，其中Cl
‑
的摩尔量为SO
42
‑
的2
‑
6倍）30份，磷酸二氢铝30 份，磁铁矿40 份；（2）将煅烧后的杂盐、磷酸二氢铝、强磁金属粒子高速进行机械混合，经过温度
1000℃、10min的高温预氧化、温度1100
‑
1600℃、成型压力为0.8
‑
2 MPa、保压时间1
‑
5min的热压成型使样品充分烧结得到预制体，冷却至室温，将3克的Co8Mn
0.5
Fe
0.5
O
x
溶于1升的浓度为75%的异丙醇溶液中，超声15分钟后得到前驱体溶液，将前驱体溶液喷涂于上述的预制体上，80℃烘干1夜后即得。
[0023]将得到的催化材料通过净化PTA工业装置尾气，O2气态空速为60 000 mL/（g
•
h）的条件下，Co8Mn
0.5
Fe
0.5...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型杂盐蓄热载体烟气催化材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）确定杂盐的添加量；（2）将杂盐进行煅烧去杂质；（3）将所述的步骤（2）中煅烧后的杂盐与陶瓷材料、强磁金属粒子混合，经过高温预氧化、热压成型使样品充分烧结得到预制体，冷却至室温后，将弱磁金属粉末配置成前驱体溶液后喷涂于所述的预制体上，烘干后即得。2.根据权利要求1所述的新型杂盐蓄热载体烟气催化材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤（1）中的杂盐与陶瓷材料、强磁金属粒子的质量比为20
‑
50:20
‑
30:20
‑
40。3.根据权利要求1所述的新型杂盐蓄热载体烟气催化材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤（3）中的强磁金属粒子为磁铁矿和/或赤铁矿；所述的步骤（3）中的弱磁金属粉末为铁粉、La2CoAlO6、Co8Mn
0.5
Fe
0.5
O
x
、Sr2FeMoO6或La2Zr2O7中的至少一种。4.根据权利要求1所述的新型杂盐蓄热载体烟气催化材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤（3）中的高温预氧化步骤的温度为 800
‑
1600℃，时间为5
‑
30min；所述的步骤（3）中的热压成型步骤的温度为1100
‑
1600℃，成型压力为 0.8
‑
2 MPa，保压时间是5
‑
15min；所述的步骤（3）中的烘干步骤的温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁晔，苏志龙，王森伟，赵孟亭，贾晓晨，李鹏，
申请(专利权)人：天津市环境保护技术开发中心设计所有限责任公司，
类型：发明
国别省市：