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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂,具体涉及一种用于光热催化还原脱硝的高熵金属氧化物催化剂的制备方法。
技术介绍
1、氮氧化物(nox)是工业生产排放的主要大气污染物之一,不仅会造成酸雨、光化学烟雾、雾霾和臭氧层破坏,还会对人体健康产生严重威胁。加强烟气中nox的超低排放改造已成为当前我国可持续绿色发展的重要任务。目前我国大部分电力企业已完成了脱硝改造,非电行业(如钢铁、建材、煤化工等)烟气污染物排放却居高难下,成为大气污染治理重点和改善区域空气质量的关键,其烟气治理的最大难点就在脱硝。非电行业烟气温度普遍较低,尤其烟气温度经脱硫除尘处理后多降低至150℃以下。当前脱硝市场主流的是选择性催化还原(scr)脱硝技术,采用常规中温(280~420℃)scr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。然而,由于当前超低温(<150℃)脱硝催化剂的技术支撑性不足,致使很多企业难以达标,对于高效的低温脱硝新技术具有迫切的市场需求。
2、超低温scr脱硝技术的主要瓶颈在于:由于其较低的温度(<150℃),表面催化反应过程中催化剂与分子间的电荷转移速率和中间产物分解速率受到限制,导致其动力学过程缓慢,反应效率低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于光热催化还原脱硝的高熵金属氧化物催化剂的制备方法,解决现有超低温scr脱硝催化剂在150℃下反应效率低的问题。
2、为了解决上述技术问题,本专利技术公开了一种用于光热催化还原脱
3、步骤1,制备多金属凝胶;
4、步骤2,以步骤1制备得到的多金属凝胶为原料,制备高熵金属氧化物。
5、本专利技术的技术方案,还具有以下特点:
6、作为本专利技术的一种优选方案,在所述步骤1中,制备多金属凝胶具体按照以下步骤实施:
7、步骤1.1,在烧杯中加入去离子水,在搅拌条件下加入聚乙烯吡咯烷酮作为离子络合剂,并用磁力搅拌器持续搅拌使之完全溶解;
8、步骤1.2,向步骤1.1得到的溶液中加入硝酸铈(ce(no3)2·6h2o)、硝酸锰(mn(no3)2·4h2o)、硝酸钴(co(no3)2·6h2o)、硝酸铁(fe(no3)2·9h2o)、硝酸铜(cu(no3)2·3h2o)、硝酸镍(ni(no3)2·6h2o)、四氯化钛(ticl4)、偏钒酸铵(nh4vo3)、硝酸铬(cr(no3)3·9h2o)、硝酸锌(zn(no3)2·6h2o)中的5-7种金属盐,持续搅拌使之完全溶解;
9、步骤1.3,将步骤1.2所得溶液加热至60℃-100℃,并保持搅拌,直至溶液完全蒸发,得到固体凝胶晶块;
10、步骤1.4,将步骤1.3所得凝胶晶块置于高速球磨机中球磨0.5h-2h,得到均匀的多金属凝胶粉末,球磨机的转速为500转/分钟~1000转/分钟。
11、作为本专利技术的一种优选方案,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。
12、作为本专利技术的一种优选方案,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。
13、作为本专利技术的一种优选方案,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。
14、作为本专利技术的一种优选方案,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。
15、与现有技术相比:(1)本专利技术的所得的用于光热催化还原脱硝的高熵金属氧化物催化剂,其晶体组成具有独特的单晶结构,可以实现低温催化活性金属(如ce、mn、ti、v)、光热转化金属(如mn、co)以及脱硝助催化金属(如fe、cu、ni、cr、zn)在原子层面的均匀分布,有利于催化过程中多金属活性位点的相互耦合作用。(2)本专利技术获得的高熵金属氧化物为黑色催化材料,光热转化性能突出,在2w/cm2光照下催化剂表面局域温度可达500℃,同时可形成活性光生载流子,使其具有优异的光热催化脱硝性能。(3)本专利技术获得的高熵金属氧化物催化剂制备方法简单,成本低廉,催化剂稳定性好,易于大规模制备。
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1.一种用于光热催化还原脱硝的高熵金属氧化物催化剂的制备方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:
2.根据权利要求1所述的用于光热催化还原脱硝的高熵金属氧化物催化剂的制备方法,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所述的用于光热催化还原脱硝的高熵金属氧化物催化剂的制备方法,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所述的用于光热催化还原脱硝的高熵金属氧化物催化剂的制备方法,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所述的用于光热催化还原脱硝的高熵金属氧化物催化剂的制备方法,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所述的用于光热催化还原脱硝的高熵金属氧化物催化剂的制备方法,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
...【技术特征摘要】
1.一种用于光热催化还原脱硝的高熵金属氧化物催化剂的制备方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:
2.根据权利要求1所述的用于光热催化还原脱硝的高熵金属氧化物催化剂的制备方法,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所述的用于光热催化还原脱硝的高熵金属氧化物催化剂的制备方法,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所述的用于光热催化还原脱硝的高熵金属氧化物催化剂的制备方法,其特征在于,...
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