一种用于脱除氮氧化物与二氯乙烷的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用于脱除氮氧化物与二氯乙烷的催化剂及其制备方法和应用，将醋酸锌、醋酸钴水溶液与高分子聚合物混合搅拌后，缓慢加入氨水溶液，并高速搅拌，直至pH值为8，且产生紫色絮状物沉淀；随后将溶液放入水热反应釜中，进行水热反应，最后通过过滤、洗涤、煅烧得到能够脱除氮氧化物与二氯乙烷的具有双功能的复合金属氧化物ZnCo2O4催化剂。本发明专利技术催化剂在200～550℃范围内对于脱除氮氧化物与二氯乙烷有良好的效果；本发明专利技术催化剂的原料组成元素价格低廉，成本低，具有丰富的吸附氧，且具有高含量Co

【技术实现步骤摘要】
一种用于脱除氮氧化物与二氯乙烷的催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于污染控制
，具体地说是涉及一种用于脱除氮氧化物与二氯乙烷的催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]氮氧化物(Nitrogen oxide，简称NO
x
)对生态环境和人体健康有极大危害，可产生光化学烟雾、酸雨、雾霾等环境问题，也可导致人类呼吸系统疾病。碳氢化合物选择性催化还原NO
x
(HC
‑
SCR)是一种潜在的NO
x
去除方法。与NH3‑
SCR技术相比，HC
‑
SCR技术安全性高，二次污染小，已成为一种有前途再富氧条件下的脱氮方法。
[0003]氯代挥发性有机化合物(CVOC)具有十分明显毒性、稳定性和持久性，排放到大气中会对人类健康和环境造成严重危害。二氯乙烷(DCE)为一种典型的CVOC，会在许多工业生产过程中产生(例如工业溶剂和金属脱脂剂)，并造成臭氧层损耗、光化学烟雾和烟雾等环境问题。其中催化氧化法由于其高活性、可控的选择性以及低能耗被认为是去除CVOC最有前景的方法之一。
[0004]中国专利CN112316941A公开了一种“用于氮氧化物和挥发性有机物化合物协同净化的双功能催化剂及其制备方法”，催化剂由PdV/TiO2组成，但由于催化剂中存在贵金属，使得催化剂的造价较高。中国专利CN113000046A公开一种“用于氮氧化物和挥发性有机物协同净化的改性锰基莫来石型催化剂、其制备方法和应用”，使用改性锰基莫来石型催化剂，但催化剂对于VOC的转化率在低温下较差。
[0005]综上所述，现有去除NO
x
与VOC的研究中存在两个主要问题：
①
催化剂针对去除NO
x
与VOC的活性不够好；
②
催化剂的造价较为高昂。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术存在的不足，进一步研究脱除NO
x
与CVOC，本专利技术的提供了一种用于脱除氮氧化物与二氯乙烷的催化剂及其制备方法和应用；所述催化剂为具有双功能脱除氮氧化物与二氯乙烷的复合金属氧化物ZnCo2O4催化剂，该催化剂用于脱除氮氧化物与二氯乙烷时，对于NO
x
和二氯乙烷都具有较好的去除效果。
[0007]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0008]一种用于脱除氮氧化物与二氯乙烷的催化剂的制备方法，将将醋酸锌((CH3COO)2Zn
·
2H2O)、醋酸钴(Co(CH3COO)2·
4H2O)与高分子聚合物混合搅拌后，缓慢加入氨水(NH4OH)溶液后搅拌，直至pH值为7.6～8.3，且产生紫色絮状物沉淀；随后将溶液放入水热反应釜中，水热处理后，将混合液体抽滤、洗涤、干燥得到沉淀物，再通过400～500℃下煅烧4～5h，压片、研磨、过筛，得到具有双功能脱除氮氧化物与二氯乙烷的复合金属氧化物ZnCo2O4催化剂。
[0009]作为优选，所述高分子聚合物为聚乙二醇。
[0010]作为优选，所述聚乙二醇相对分子质量为10000。
[0011]作为优选，氨水溶液以3～5mL/min的流速加入，加入氨水后搅拌速度为40～60rpm。
[0012]作为优选，所述水热处理温度为80℃，处理时间为20h。
[0013]作为优选，抽滤后将所得产物依次用乙醇和去离子水冲洗3～5次。
[0014]作为优选，所述过筛为过40～60目筛。
[0015]本专利技术还提供了采用上述方法制备得到的催化剂，所制备的催化剂比表面积为28.0～28.5m2/g，孔容为0.07～0.13cm3/g，且平均孔径为14.0～14.5nm。
[0016]本专利技术还提供了上述方法制备得到的催化剂用于脱除氮氧化物与二氯乙烷的应用。
[0017]作为优选，具体使用方法为：在以19000h
‑1～48000h
‑1空速的条件下，以具有双功能脱除氮氧化物与二氯乙烷的复合金属氧化物ZnCo2O4为催化剂，催化还原贫燃尾气的氮氧化物和工业废气中的二氯乙烷，催化反应温度为200～550℃，氮氧化物与二氯乙烷的体积浓度分别为800ppm与500ppm，氧气体积浓度分别为6.5％与21％。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果在于：
[0019]本专利技术采用(CH3COO)2Zn
·
2H2O、Co(CH3COO)2·
4H2O与聚乙二醇(相对分子质量为10000)为原料，混合后加入氨水，进行水热反应，最后通过过滤、洗涤、煅烧得到能够脱除氮氧化物与二氯乙烷的具有双功能的复合金属氧化物ZnCo2O4催化剂；该催化剂在200～550℃范围内对于脱除氮氧化物与二氯乙烷有良好的效果；本专利技术催化剂的原料组成元素价格低廉，成本低，具有丰富的吸附氧，且具有高含量Co
3+
，是一种高效、廉价的具有脱除氮氧化物与二氯乙烷的双功能催化剂。
附图说明
[0020]图1为ZnCo2O4的扫描电镜图；
[0021]图2为ZnCo2O4中O1s的XPS图；
[0022]图3为ZnCo2O4中Co 2p的XPS图。
具体实施方式
[0023]下面结合具体实施例对专利技术作进一步说明，但专利技术的保护范围并不限于此。本领域的普通技术人员可以且应当知晓任何基于本专利技术实质精神的简单变化或者替换均应属于本专利技术所要求的保护范围。
[0024]实施例1
[0025]将0.25mol
·
L
‑1的25ml醋酸锌(CH3COO)2Zn
·
2H2O、25mL醋酸钴Co(CH3COO)2·
4H2O与0.1g聚乙二醇(Mw＝10000)进行混合搅拌10min，然后缓慢加入氨水(NH4OH)，并剧烈搅拌(搅拌速度为50rpm)至pH＝8，且产生紫色絮状物沉淀。随后，将溶液转移至100mL水热反应釜中密封，80℃水热处理20h。将混合液体抽滤，并依次用乙醇和去离子水洗涤3～5次。将抽滤后的沉淀物在烘箱中60℃干燥12h，并在马弗炉中450℃下煅烧4h，通过压片、研磨、过40～60目筛，得到具有脱除氮氧化物与二氯乙烷的双功能催化剂，记为ZnCo2O4催化剂。
[0026]将上述制备的催化剂成品进行电镜和表征观察，得到催化剂基本尺寸信息如表1
和图1～3所示。
[0027]表1催化剂孔径尺寸及XPS结果
[0028][0029]从表1可知，采用本专利技术所述方法制备得到的具有双功能脱除氮氧化物与二氯乙烷的复合金属氧化物ZnCo2O4催化剂比表面积为28.24m2/g，孔容为0.10cm3/g且平均孔径为14.28nm。通过图1～3的XPS表征结果可知，具有双功能脱除氮氧化物与二氯乙烷的复合金属氧化物ZnCo2O4催化剂的吸附氧含量较高，且具有高含量Co
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于脱除氮氧化物与二氯乙烷的催化剂的制备方法，其特征在于：将醋酸锌、醋酸钴水溶液与高分子聚合物混合搅拌后，缓慢加入氨水溶液后搅拌，直至pH值为7.6～8.3，且产生紫色絮状物沉淀；随后将溶液放入水热反应釜中，水热处理后，将混合液体抽滤、洗涤、干燥得到沉淀物，再通过400～500℃下煅烧4～5h，压片、研磨、过筛，得到具有双功能脱除氮氧化物与二氯乙烷的复合金属氧化物ZnCo2O4催化剂。2.根据权利要求1所述用于脱除氮氧化物与二氯乙烷的催化剂的制备方法，其特征在于：所述高分子聚合物为聚乙二醇。3.根据权利要求2所述用于脱除氮氧化物与二氯乙烷的催化剂的制备方法，其特征在于：所述聚乙二醇相对分子质量为10000。4.根据权利要求1所述用于脱除氮氧化物与二氯乙烷的催化剂的制备方法，其特征在于：氨水溶液以3～5mL/min的流速加入，加入氨水后搅拌速度为40～60rpm。5.根据权利要求1所述用于脱除氮氧化物与二氯乙烷的催化剂的制备方法，其特征在于：所述水热处理温度为80℃，处理时间为20h。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘华，陈郑辉，陈浚，章旭明，
申请(专利权)人：浙江工业大学淮安市绿能环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：