一种低温脱硝催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种低温脱硝催化剂及其制备方法，涉及催化剂制备技术领域，由碳材料和尿素制备而成，所述碳材料和尿素的质量比为

【技术实现步骤摘要】
一种低温脱硝催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及催化剂制备
，具体涉及一种低温脱硝催化剂及其制备方法
。

技术介绍

[0002]氮氧化物
(NOx)
是一种常见的空气污染物，氮氧化物的排放会给自然环境和人类社会造成极大影响，例如造成酸雨，产生光化学烟雾，破坏臭氧层等
。
常见的去除氮氧化物的方法是
NH3选择性催化还原氮氧化物（
NH3‑
SCR
），该技术成熟，并且脱硝效率高，所以被广泛应用于各类工业烟气
。
利用
NH3‑
SCR
技术时，催化剂的温度使用范围也决定了催化剂所适合的烟气工厂
。
工业上较为常用的催化剂为
V2O5‑
WO3/TiO2催化剂，该催化剂在
350
‑
400℃
下有较好的催化性能
。
但对于一些烟气排放温度较低的工厂来说，催化剂使用温度低于
200℃
则需要将烟气加热后进行反应，这样增加了能源的消耗
。
所以急需对低温
200℃
下可使用的脱硝催化剂进行探究
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种低温脱硝催化剂及其制备方法，以解决上述所提到的问题
。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种低温脱硝催化剂，由以下原料制成：碳材料和尿素，所述碳材料和尿素的质量比为
0.8
‑
1.2
，所述碳材料由衍生碳球与氢氧化钾制成，所述衍生碳球与氢氧化钾质量比为
1.8
‑
2.2。
[0005]所述衍生碳球由
18
‑
25g
低碳有机物制成
。
[0006]所述碳材料表面附着以金属氧化物为主催剂的催化活性组分
。
[0007]一种低温脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
衍生碳球制备向低碳有机物中加入蒸馏水后，将其置于
175~185℃
温度下反应
280~320min
，得到衍生碳球，将其洗涤并烘干；
S2、
衍生碳球活化及碳化将衍生碳球与氢氧化钾混合，并在
880~920℃
温度下焙烧
115~125min
进行活化及碳化，得到碳材料；
S3、
催化剂的制备将碳材料与尿素混合，混合后在
880~920℃
温度下焙烧
55~65min
，得到催化剂
。
[0008]所述步骤
S3
中，先将碳材料浸渍于金属氧化物前驱体溶液，洗涤烘干后再与尿素混合
。
[0009]所述金属氧化物前驱体溶液中金属氧化物前驱体离子与碳材料质量比为
1%
‑
20%。
[0010]所述碳材料浸渍于
45~55mL
金属氧化物前驱体溶液
715
‑
725min。
[0011]本专利技术的有益效果是：
（1）本专利技术中的催化剂可在低于
200℃
下进行脱硝，对烟气温度较低的工业具有实际应用价值
。
[0012]（2）本专利技术中催化剂的合成方法难度较低，并且低碳有机物来源广泛，通过简单水热法即可得到衍生碳球
。
催化反应主要原理为水热法制备的衍生碳球保留了一部分含氧基团，并且通过尿素掺氮后具有一部分氮元素，水热法制备的衍生碳球经过活化后具有较大的比表面积，含氧
、
氮基团及较大的比表面积更有利于
NO
及
NH3的吸附，吸附后进行化学反应
。
[0013]（3）本专利技术中碳材料先浸渍于金属氧化物前驱体溶液后再与尿素混合，使其表面上的酸性位点增加，从而有利于反应气体的吸附，提高催化效果
。
具体实施方式
[0014]下面将结合实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0015]本专利技术提供一种技术方案：实施例1一种低温脱硝催化剂及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
衍生碳球制备向装有
20g
葡萄糖反应釜中加入
30mL
蒸馏水后，将反应釜置于
180℃
温度下反应
300min
，得到衍生碳球，并利用蒸馏水与无水乙醇将衍生碳球洗涤后放入烘箱中
80℃
进行干燥；
S2、
衍生碳球活化及碳化将衍生碳球与氢氧化钾按质量比
2:1
混合，混合后在
900℃
温度下焙烧
120min
进行活化及碳化，得到碳材料，活化后的碳材料进行洗涤，去除多余的氢氧化钾，烘干；
S3、
催化剂的制备称取
1g
活化后的碳材料与
0.010g
无水氯化铜在
50mL
蒸馏水中室温搅拌
12h
，得到的材料利用
0.05mol/L
的盐酸溶液进行洗涤，并用
1L
的蒸馏水洗涤，在
60℃
真空烘箱中烘干，洗涤烘干后再与尿素按质量比
1:1
混合，混合后在管式炉中
900℃
焙烧
65min
即得到催化剂
。
[0016]实施例2一种低温脱硝催化剂及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
衍生碳球制备向装有
25g
葡萄糖反应釜中加入
35mL
蒸馏水后，将反应釜置于
185℃
温度下反应
320min
，得到衍生碳球，并利用蒸馏水与无水乙醇将衍生碳球洗涤后放入烘箱中
80℃
进行干燥；
S2、
衍生碳球活化及碳化将衍生碳球与氢氧化钾按质量比
2.2:1
混合，混合后在
920℃
温度下焙烧
125min
进行活化及碳化，得到碳材料，活化后的碳材料进行洗涤，去除多余的氢氧化钾，烘干；
S3、
催化剂的制备称取
1g
活化后的碳材料与
0.10g
无水氯化铜在
50mL
蒸馏水中室温搅拌
12h
，得到的材料利用
0.05mol/L
的盐酸溶液进行洗涤，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种低温脱硝催化剂，其特征在于，由以下原料制成：碳材料和尿素，所述碳材料和尿素的质量比为
0.8
‑
1.2
，所述碳材料由衍生碳球与氢氧化钾制成，所述衍生碳球与氢氧化钾质量比为
1.8
‑
2.2
，所述碳材料表面附着有以金属氧化物为主催剂的催化活性组分
。2.
根据权利要求1所述的一种低温脱硝催化剂，其特征在于：所述衍生碳球由
18
‑
25g
低碳有机物制成
。3.
如权利要求1‑2中任一所述的一种低温脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
衍生碳球制备向低碳有机物中加入蒸馏水后，将其置于
175~185℃
温度下反应
280~320min
，得到衍生碳球，将其洗涤并烘干；
S2、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，孙明超，佟洪金，范璐，李小琴，许冠东，丁健平，李杨，
申请(专利权)人：四川师范大学，
类型：发明
国别省市：