一种低温脱硝复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种低温脱硝复合材料及其制备方法与应用，属于脱硝材料技术领域，低温脱硝复合材料的制备方法为：(1)制备铈锰催化剂；(2)催化剂负载；(3)加固负载，加固负载指的是将步骤(2)得到的复合材料置PVP或PVA溶液中浸泡，或者将步骤(2)得到的复合材料用偶联剂改性。该低温脱硝复合材料具有耐热、耐腐蚀、阻燃、负载牢固且尺寸稳定的特点，极大地解决了脱硝效率低、催化剂易脱落等问题。催化剂易脱落等问题。催化剂易脱落等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种低温脱硝复合材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于脱硝材料
，尤其涉及一种低温脱硝复合材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]目前，大部分大气污染物都有其对应的独立的相对成熟的处理技术，尽管这些除尘技术的效率高，但是存在成本高、独立性强等弊端，这也导致大部分的企业无法承担场地、设备初期费用以及运行费用。因此设备以及设备运行费用低、结构紧凑综合性强的处理技术成为烟气净化技术的主要发展方向。
[0003]SCR(Selective Catalytic Reduction)即选择性催化还原法。使用催化剂大大降低了反应时的反应温度，使得还原反应可以在较低温度下进行。并且与SNCR(selective non
‑
catalytic reduction)即选择性非催化还原的脱硝率(30％
‑
50％)相比，SCR的脱硝效率更高，可以达到90％以上，所以低温SCR技术已经成为行业研究的热门。但是SCR脱硝工艺的初期投资成本较高，主要是因为过滤、脱硝流程长，设备占地面积大，成为了制约其发展和推广使用的问题。且SCR脱硝技术存在脱硝效率低、催化剂易脱落等问题。

技术实现思路

[0004]为解决SCR脱硝技术存在脱硝效率低、催化剂易脱落等问题，本专利技术提出了一种低温脱硝复合材料及其制备方法与应用，本专利技术的低温脱硝复合材料具有负载牢固的特点。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种低温脱硝复合材料的制备方法，包括以下步骤：/>[0006](1)通过水热焙烧法制备铈锰催化剂；
[0007](2)催化剂负载：将所述铈锰催化剂与水、载体混合，超声，将所述铈锰催化剂负载于载体上，自然过滤，干燥，得到负载有铈锰催化剂的载体；
[0008](3)加固负载：将所述负载有铈锰催化剂的载体置于PVP或PVA溶液中浸泡，干燥，得到低温脱硝复合材料；
[0009]或者将所述负载有铈锰催化剂的载体用碱性溶液浸渍，干燥，再用偶联剂改性，再次干燥，得到低温脱硝复合材料。
[0010]进一步的，步骤(1)中，通过水热焙烧法制备铈锰催化剂包括以下步骤：将铈源、锰源溶于氢氧化钠溶液中，水热反应，过滤、洗涤、干燥后焙烧，得到所述铈锰催化剂。
[0011]进一步的，步骤(1)中，所述铈源、锰源中铈锰离子的摩尔比为1∶1，所述铈源、锰源中铈锰离子总和与氢氧化钠分子的摩尔比为1∶5。
[0012]进一步的，步骤(1)中，所述水热反应的温度为120～160℃，时间为10～14h；所述干燥的温度为100～140℃，时间为6～10h；所述焙烧的温度为350℃～450℃，时间为3～5h。
[0013]进一步的，步骤(2)中，所述超声的时间为3～5h，超声的频率为40KHz；所述干燥的温度为100℃～140℃，时间为7～9h；
[0014]所述载体为涤纶、聚乙烯、聚四氟乙烯、芳纶、聚酰亚胺或聚苯硫醚；
[0015]铈锰催化剂在载体上的负载量为5～20％。
[0016]进一步的，步骤(3)中，所述PVP或PVA溶液的浓度均为1wt％。
[0017]进一步的，步骤(3)中，将所述负载有铈锰催化剂的载体置于PVP或PVA溶液中浸泡时，所述浸泡的时间为10～14h；所述干燥的温度为130～170℃，时间为10～14h。
[0018]进一步的，步骤(3)中，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液，浓度为0.005mol/mL；所述偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)酸酯，偶联剂的加入量为铈锰催化剂的1wt％。
[0019]进一步的，步骤(3)中，采用偶联剂改性时，是指先用0.005mol/mL的氢氧化钠溶液将研磨好的催化剂浸渍，烘干后再加入偶联剂，再在100℃下干燥10～14小时。
[0020]一种低温脱硝复合材料，根据上所述制备方法得到，所述低温脱硝复合材料为棒状材料。
[0021]本专利技术低温脱硝复合材料具有负载牢固且尺寸稳定的特点，极大地解决了脱硝效率低、催化剂易脱落等问题。
[0022]所述低温脱硝复合材料在低温脱硝除尘一体化中的应用，其中，所述低温脱硝复合材料作为低温脱硝除尘一体化的滤料。
[0023]布袋除尘器是一种干式除尘装置,它适用于捕集细小、干燥非纤维性粉尘。滤袋采用纺织的滤布或非纺织的毡制成，利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤，当含尘气体进入布袋除尘器，颗粒大、比重大的粉尘，由于重力的作用沉降下来，落入灰斗，含有较细小粉尘的气体在通过滤料时，粉尘被阻留，使气体得到净化。本专利技术是将SCR脱硝技术与袋式除尘器相结合，制备了一种低温脱硝复合材料，低温脱硝复合材料可以将除尘和脱硝这两个最为核心的步骤合二为一，极大地解决了脱硝效率低、催化剂易脱落等问题。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
[0025](1)本专利技术的低温脱硝复合材料，以铈锰系低温脱硝催化剂和偶联剂改性铈锰系低温脱硝催化剂为活性组分，涤纶、聚乙烯、聚四氟乙烯、芳纶、聚酰亚胺、聚苯硫醚等为载体；具有负载牢固且尺寸稳定的特点；催化剂循环使用后转化率和选择性没有明显下降。
[0026](2)PVP与许多有机染料有很好的亲和力，它可以与聚丙烯腈、酯、尼龙和纤维性材料等疏水性合成纤维结合,所以可以有效缓解催化剂脱落。利用偶联剂改性催化剂，可以利用负载材料表面的官能团和偶联剂发生反应，形成化学键，从而使得催化剂负载更牢固，难以脱落。
[0027](3)本专利技术的低温脱硝复合材料，将低温脱硝与防尘过滤结合，做到了脱硝防尘一体化，工厂使用成本低，脱硝效率高。
附图说明
[0028]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0029]图1为实施例1中PPS负载催化剂前后实物图见图1，其中(a)为PPS负载前(即为纯PPS)，(b)为PPS负载铈锰催化剂后正面图，(c)为PPS负载铈锰催化剂后反面图；
[0030]图2为实施例1中低温脱硝催化剂的扫描电子显微镜(SEM)图，(a)为在1
×
106的放大倍数下的SEM图，(b)为在2
×
106放大倍数下的SEM图；
[0031]图3为实施例1所应用的未负载的PPS的扫描电子显微镜(SEM)图，(a)为放大2000倍，(b)为放大10000倍；
[0032]图4为实施例1中PPS负载铈锰系低温脱硝催化剂之后的SEM图，(a)为放大2000倍，(b)为放大10000倍；
[0033]图5为实施例1和对比例1制备的低温脱硝复合材料的耐久度对比图；
[0034]图6为实施例2和对比例2制备的低温脱硝复合材料的耐久度对比图；
[0035]图7为实施例5和对比例3制备的低温脱硝复合材料的耐久度对比图。
[0036]图8为实施例5所制备的低温脱硝复合材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温脱硝复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)通过水热焙烧法制备铈锰催化剂；(2)催化剂负载：将所述铈锰催化剂与水、载体混合，超声，将所述铈锰催化剂负载于载体上，自然过滤，干燥，得到负载有铈锰催化剂的载体；(3)加固负载：将所述负载有铈锰催化剂的载体置于PVP或PVA溶液中浸泡，干燥，得到低温脱硝复合材料；或者将所述负载有铈锰催化剂的载体用碱性溶液浸渍，干燥，再用偶联剂改性，再次干燥，得到低温脱硝复合材料。2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(1)中，通过水热焙烧法制备铈锰催化剂包括以下步骤：将铈源、锰源溶于氢氧化钠溶液中，水热反应，过滤、洗涤、干燥后焙烧，得到所述铈锰催化剂。3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述铈源、锰源中铈锰离子的摩尔比为1∶1，所述铈源、锰源中铈锰离子总和与氢氧化钠分子的摩尔比为1∶5。4.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述水热反应的温度为120～160℃，时间为10～14h；所述干燥的温度为100～140℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉超，黄初鑫，王珮钰，郑艳霞，左村村，黄昊飞，徐睿，鹿贵宾，蒋树军，米常军，
申请(专利权)人：山东兴国新力环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：