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用于低温烟气选择性光热催化还原脱硝的催化剂的制备方法技术

技术编号:40066164 阅读:8 留言:0更新日期:2024-01-16 23:27
本发明专利技术公开了一种用于低温烟气选择性光热催化还原脱硝的催化剂的制备方法,步骤1,制备CoMnAlO<subgt;x</subgt;‑LDO;步骤2,以步骤1制备得到的CoMnAlO<subgt;x</subgt;‑LDO为原料,制备碱性CoMnAlO<subgt;x</subgt;‑LDO;步骤3,以步骤2得到的碱性CoMnAlO<subgt;x</subgt;‑LDO和铈盐为原料,制备得到CeO<subgt;x</subgt;/CoMnAlO<subgt;x</subgt;复合光热催化剂。该用于低温烟气选择性光热催化还原脱硝的催化剂的制备方法,解决了现有低温SCR脱硝催化剂的性能很难满足超低温脱硝条件下的实际需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于催化剂,具体涉及一种用于低温烟气选择性光热催化还原脱硝的催化剂的制备方法


技术介绍

1、氮氧化物(nox)是造成酸雨、光化学烟雾和雾霾的主要大气污染物之一,加强nox的排放控制与治理已成为我国经济社会可持续绿色发展的一项迫切任务。根据我国生态环境部发布的《全国生态环境统计公报》,我国废气中氮氧化物排放量逐年下降。但整体来看,氮氧化物排放量依然居高,且脱硝设施的平均脱硝效率仅为74.2%。因此,加强nox的排放控制与治理已成为我国经济社会可持续绿色发展的一项迫切任务。选择性催化还原法(scr)是目前应用最广泛、最有效的脱硝技术,多数非电企业在超低排放改造中采用的是“除尘脱硫+烟气升温+中温nh3-scr脱硝”工艺路线。然而,烟气经脱硫除尘后温度大幅度下降,多在150℃以下甚至更低。采用常规中温(280℃~420℃)催化剂,需要消耗大量热能将整个系统加热,大大增加能耗和设备投资,造成资源浪费和温室气体排放问题。

2、目前低温scr脱硝催化剂的研究主要集中于改性的锰基、钛基、铈基、钨基等金属氧化物。为此,制备了各种过渡多金属氧化物被开发为用于非电力工业中还原nox的nh3-scr催化剂。然而,它们的性能很难满足超低温脱硝条件下的实际需求。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种用于低温烟气选择性光热催化还原脱硝的催化剂的制备方法,解决现有低温scr脱硝催化剂的性能很难满足150℃以下脱硝条件下的实际需求。

2、为了解决上述技术问题,本专利技术公开了一种用于低温烟气选择性光热催化还原脱硝的催化剂的制备方法,具体按照以下步骤实施:

3、步骤1,制备comnalox-ldo;

4、步骤2,以步骤1制备得到的comnalox-ldo为原料,制备碱性comnalox-ldo;

5、步骤3,以步骤2得到的碱性comnalox-ldo和铈盐为原料,制备得到ceox/comnalox复合光热催化剂。

6、本专利技术的技术方案,还具有以下特点:

7、作为本专利技术的一种优选方案,在所述步骤1中,制备comnalox-ldo具体为:

8、步骤1.1,取co(no3)2·6h2o、mn(no3)2·4h2o、al(no3)3·9h2o以及尿素至烧杯中,其中n(no-3)/n(尿素)的比例为1:1,调控n(co2+)/n(mn2+)/n(al3+)的比例为(1-5):(1-5):1;

9、步骤1.2,在烧杯中加入去离子水,并用磁力搅拌器搅拌15min-20min使之完全溶解;

10、步骤1.3,将步骤1.2得到的溶液密封置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中,在烘箱内加热,待反应降至室温,将固体样品用去离子水和无水乙醇交替洗涤,随后置于干燥箱中烘干,干燥研磨后得到comnal-ldh粉末;

11、步骤1.4,将comnal-ldh粉末放置在坩埚内并置于马弗炉中,在空气氛围下以煅烧,得comnalox-ldo。

12、作为本专利技术的一种优选方案,在所述步骤1.2中,磁力搅拌器的搅拌时间为15min-20min。

13、作为本专利技术的一种优选方案,在所述步骤1.3中,在烘箱内加热的温度为100℃-180℃,加热的时间为16h-28h。

14、作为本专利技术的一种优选方案,在所述步骤1.4中,以2-5℃/min升温速率300℃-700℃煅烧4h-10h。

15、作为本专利技术的一种优选方案,在所述步骤2中,制备碱性comnalox-ldo具体为:

16、步骤2.1,将步骤1得到的comnalox-ldo分散在h2o中,得到浓度为5g/l-50g/l的分散液;

17、步骤2.2,经超声处理后加入0.5mol/l-4mol/l naoh水溶液,分散液和naoh溶液体积比为1∶1.5,继续搅拌直至溶液混合均匀;

18、步骤2.3,将混合液转移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中,使其在100℃-170℃保持0.5h-6h,待反应降至室温,将固体样品用去离子水和乙醇交替洗涤;

19、步骤2.4,洗涤后将产品置于真空干燥箱真空干燥,得碱性comnalox-ldo。

20、作为本专利技术的一种优选方案,在所述步骤2.4中,真空干燥的温度为60℃-120℃,时间为16h-28h。

21、作为本专利技术的一种优选方案,在所述步骤3中,制备得到ceox/comnalox复合光热催化剂,具体为:

22、步骤3.1,将碱性comnalox-ldo分散在无氧水中,超声后继续搅拌使之分散均匀得到分散液;

23、步骤3.2,在分散液中加入与碱性comnalox-ldo摩尔比为(2-5):1的铈盐,之后搅拌至溶液混合均匀,随后快速注入1mol/l-4mol/l nh3·h2o使其ph达到8-9后继续搅拌5-10min;

24、步骤3.3,将混合液进行离心,离心结束后放至烘箱内进行干燥,最后将干燥研磨后的样品放置于马弗炉中在空气氛围下煅烧,得ceox/comnalox复合光热催化剂。

25、作为本专利技术的一种优选方案,在所述步骤3.3中,以2-5℃/min升温速率300℃-700℃煅烧4h-10h。

26、作为本专利技术的一种优选方案,用于低温烟气选择性光热催化还原脱硝。

27、与现有技术相比:本专利技术的一种用于低温烟气选择性光热催化还原脱硝的催化剂的制备方法,具有光热转化和光催催化还原脱硝的多功能效应,受光照后可在催化剂表面形成局域高温,从而实现对超低温烟气的高效脱除。催化剂主体comnalox多金属氧化物是由comnal-ldh水滑石材料经高温煅烧的拓扑转变过程获得,不仅具有多孔片层结构,比表面积大,有利于反应气体分子的吸附和传质,而且其光热转化金属(co和mn)、脱硝活性金属(mn)和载体金属(al)可以保持原子尺度的高度分散,促进不同金属氧化物之间光热作用和催化活性作用的有效协同,并提高催化剂的热稳定性。此外,采用静电吸附和煅烧法制备得到的ceox/comnalox复合光热催化剂,ceox为尺寸小于10nm的超小纳米团簇,并均匀分散在comnalox-ldo表面,活性位点暴露比例高,可充分发挥其低温脱硝过程的助催化作用,并保持高稳定性,从而提高催化剂脱硝活性。

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【技术保护点】

1.一种用于低温烟气选择性光热催化还原脱硝的催化剂的制备方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:

2.根据权利要求1所述的用于低温烟气选择性光热催化还原脱硝的催化剂的制备方法,其特征在于,在所述步骤1中,制备多金属凝胶具体按照以下步骤实施:

3.根据权利要求2所述的用于低温烟气选择性光热催化还原脱硝的催化剂的制备方法,其特征在于,在所述步骤1.2中,若不含硝酸铈,则所加不同金属盐之间的摩尔量比为1-3:1。

4.根据权利要求3所述的用于低温烟气选择性光热催化还原脱硝的催化剂的制备方法,其特征在于,在所述步骤1.2中,若含有硝酸铈,则硝酸铈与其他金属盐的摩尔比为1-6:1。

5.根据权利要求4所述的用于低温烟气选择性光热催化还原脱硝的催化剂的制备方法,其特征在于,在所述步骤1.2中,聚乙烯吡咯烷酮和金属盐总摩尔量的比例为2g-10g∶10mmol。

6.根据权利要求5所述的用于低温烟气选择性光热催化还原脱硝的催化剂的制备方法,其特征在于,在所述步骤2中,制备高熵金属氧化物具体为:将多金属凝胶粉末放置于磁舟并置于马弗炉中,在空气氛围下以1℃/min-5℃/min升温速率至400℃-800℃煅烧2h-8h。

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【技术特征摘要】

1.一种用于低温烟气选择性光热催化还原脱硝的催化剂的制备方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:

2.根据权利要求1所述的用于低温烟气选择性光热催化还原脱硝的催化剂的制备方法,其特征在于,在所述步骤1中,制备多金属凝胶具体按照以下步骤实施:

3.根据权利要求2所述的用于低温烟气选择性光热催化还原脱硝的催化剂的制备方法,其特征在于,在所述步骤1.2中,若不含硝酸铈,则所加不同金属盐之间的摩尔量比为1-3:1。

4.根据权利要求3所述的用于低温烟气选择性光热催化还原脱硝的催化剂的制备方法,其特征在于,...

【专利技术属性】
技术研发人员:万俊王育刘琳
申请(专利权)人:延安大学
类型:发明
国别省市:

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