一种利用Pd/CeO2直接分解NO的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用Pd/CeO2直接分解NO的方法，该方法利用Pd/CeO2在500℃

【技术实现步骤摘要】
一种利用Pd/CeO2直接分解NO的方法


[0001]本专利技术属于环保技术和脱硝催化领域，具体涉及一种利用Pd/CeO2直接分解NO的方法。

技术介绍

[0002]氮氧化物(NO
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)是目前严重危害人类身体健康的大气污染物，也是导致雾霾、酸雨、诱发光化学烟雾等一系列环境污染的主要原因之一。随着工业生产的快速发展和机动车数量的急剧增加，排放的氮氧化物逐年增加。据统计，全球每年排入大气的NO
x
总量高达3000万吨，而且还在不断增长，对生态和生活环境造成了严重威胁。采取有效的措施，消除NO
x
的污染已成为当前大气污染治理中重要的课题之一。
[0003]以氨为还原剂的选择性催化还原技术(NH3‑
SCR)已在固定污染源NO
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污染治理中得到了成功的应用，但是该技术投资和运行成本较高、耗氨量大、还可能存在氨泄露和氨逃逸造成二次污染的隐患。直接催化分解法则是利用催化剂把NO直接分解为N2和O2,该法具有不产生二次污染、不消耗还原剂、工艺简单等优点，被认为是最理想的NO去除技术。NO直接分解为N2和O2在热力学范围内是完全可行的，但是反应活化能高达364kJ/mol，因此需要找到一种合适的催化剂来降低反应的活化能是NO直接分解技术的关键。
[0004]目前，NO直接分解所用的催化剂体系主要有贵金属、金属氧化物、钙钛矿及类钙钛矿型复合氧化物、离子交换型分子筛等。最早用于对NO直接催化分解的是贵金属催化剂，且大多数都是将贵金属负载于金属氧化物载体上。负载型贵金属催化剂中载体不仅能够增大复合催化剂的比表面积，而且通过载体与被负载物之间的相互作用影响整个负载型催化剂的催化活性。因此，根据实际的NO直接分解技术应用需求，选择合适的贵金属载体，对NO直接分解技术的推广与开展具有非常重大的意义。NO直接分解技术具有更好的适用性，设计开发一种NO直接分解催化剂，将完全迎合目前脱硝行业的市场需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种利用Pd/CeO2直接分解NO的方法。目前，目前研究较多的载体为ZrO2、Al2O3等，CeO2作为载体研究NO直接分解较少。CeO2作为载体具有优异的储存和释放氧的能力，非常适合作为贵金属的载体。然而，经过专利技术人调研发现，CeO2具有多种形貌特征，不同形貌的CeO2影响贵金属的分散，从而影响其催化性能。本专利技术通过研磨、预处理和高温焙烧等方法，制备了一种适合催化NO直接分解的Pd/CeO2催化剂，实现NO的直接分解。
[0006]本专利技术采用以下技术方案实现：
[0007]一种利用Pd/CeO2直接分解NO的方法，利用Pd/CeO2在500℃
‑
800℃温度区间内，不用加入任何还原剂，可实现对一氧化氮(NO)的直接催化分解。
[0008]所述Pd/CeO2催化剂的制备方法，包括以下工艺步骤：
[0009](1)配制浓度为2
‑
20mol/L的氢氧化钠溶液，向氢氧化钠溶液中加入铈盐(浓度为
0.1mol
‑
2mol)，继续置于磁力搅拌器上进行搅拌；
[0010](2)将混合溶液倒入不锈钢水热反应釜中，将反应釜放入高温烘箱中加热，反应时间12h
‑
48h；
[0011](3)反应完成后，将溶液用离心机离心分离、洗涤至中性并干燥，最后将干燥后的固体进行高温煅烧处理，即可得到CeO2纳米棒/纳米立方体载体材料；
[0012](4)将固体铈盐颗粒放入马弗炉中，在一定温度和时间条件下进行焙烧处理，即可得到无规则多面体形貌的CeO2载体材料；
[0013](5)称取质量比为100：1
‑
10:1的不同形貌(纳米棒、纳米立方体或无规则多面体形貌)的CeO2载体材料和贵金属钯盐放入研钵中，然后混合研磨10min
‑
40min，得到淡黄色固体粉末；
[0014](6)将上述淡黄色固体粉末先进行低温预处理，再进行高温焙烧处理，即可得到Pd/CeO2催化剂。
[0015]本专利技术的一种利用Pd/CeO2直接分解NO的方法还包括以下优选方案。
[0016]在本专利技术的优选的方案中，步骤(1)所述的铈盐是硝酸铈、氯化铈或碳酸铈中的至少一种。
[0017]在本专利技术的优选的方案中，步骤(2)中的加热温度为100℃
‑
250℃。
[0018]在本专利技术的优选的方案中，步骤(3)所述的煅烧温度为300℃
‑
700℃，升温速度5℃/min
‑
10℃/min，煅烧时间为2h
‑
6h。
[0019]在本专利技术的优选的方案中，步骤(4)所述的固体铈盐颗粒是硝酸铈或乙酸铈中的至少一种。
[0020]在本专利技术的优选的方案中，步骤(5)所述的贵金属钯盐是乙酰丙酮钯、氯化钯或乙酸钯中的至少一种。
[0021]在本专利技术的优选的方案中，步骤(6)所述的低温预处理温度为100℃
‑
300℃，升温速度2℃/min
‑
5℃/min，煅烧时间为2h
‑
4h。
[0022]在本专利技术的优选的方案中，步骤(6)所述的高温焙烧的煅烧温度为400℃
‑
750℃，升温速度5℃/min
‑
10℃/min，煅烧时间为2h
‑
6h。
[0023]与已有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0024]本专利技术为解决贵金属钯的负载提供了最佳的CeO2载体材料，制备的Pd/CeO2催化剂500℃
‑
800℃温度区间内，高质量空速条件下，不用加入任何还原剂(例如：氨气、甲烷、氢气等)，实现了对一氧化氮(NO)的直接催化分解。且Pd/CeO2催化剂具有载体选择性，只有选择合适的形貌的CeO2载体，才能提升催化剂的性能。使用本专利技术方法制备的CeO2立方体作为载体，并负载Pd，不仅工艺流程简单，节约了生产时间和成本，还适用于大规模工业生产，对环境污染小，具有广阔的工业应用前景。
附图说明
[0025]图1为实施例1制备的催化剂TEM图。
[0026]图2为实施例2制备的催化剂TEM图。
[0027]图3为实施例3制备的催化剂TEM图。
[0028]图4为实施例1
‑
3制备的催化剂脱硝活性测试图。
[0029]图5为实施例4制备的催化剂TEM图。
[0030]图6为实施例5制备的催化剂TEM图。
[0031]图7为实施例2、实施例4
‑
5制备的催化剂脱硝活性测试图。
具体实施方式
[0032]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用Pd/CeO2直接分解NO的方法，其特征在于，利用Pd/CeO2在500℃
‑
800℃温度区间内，不用加入任何还原剂，可实现对NO的直接催化分解。2.根据权利要求1所述的一种利用Pd/CeO2直接分解NO的方法，其特征在于，所述Pd/CeO2的制备方法包括以下步骤：(1)称取质量比为100：1
‑
10:1的CeO2载体材料和贵金属钯盐放入研钵中，然后混合研磨10min
‑
40min，得到淡黄色固体粉末；所述CeO2载体形貌为纳米棒、纳米立方体或无规则多面体；(2)对步骤(1)得到的淡黄色固体粉末先进行低温预处理，再进行高温焙烧处理，即可得到Pd/CeO2催化剂。3.根据权利要求2所述的利用Pd/...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，王飞，杨杭生，张泽，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：