【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种氨气选择性催化脱硝材料及其制备方法，属于脱硝。
技术介绍
1、固定源排放的氮氧化物(主要为一氧化氮和二氧化氮)不仅能够引起酸雨，酸化土壤、造成植被的破坏以及建筑物的腐蚀，还会破坏臭氧、形成光化学污染等环境问题，严重危害人体健康。控制氮氧化物排放的方法主要有燃烧前处理、改进燃烧工艺和燃烧后处理三种技术，现有技术更多地是在燃烧后对尾气进行选择性催化脱硝处理。
2、根据还原剂的不同，选择性催化脱硝(scr)技术大致可以分为氢气选择性催化脱硝(h2-scr)技术、烃类化合物选择性催化脱硝(hc-scr)技术和氨气选择性催化脱硝(nh3-scr)技术。其中，nh3-scr技术作为一种成熟可靠、效率高、选择性好的脱硝技术，得到了广泛的研究和应用。nh3-scr技术是指在催化剂存在下，向尾气中加入氨气，使其选择性地与只和氮氧化物发生反应生成n2和h2o，而且在反应过程还原剂不与o2等氧化性气体发生反应。由于尾气中so2会造成催化剂减活，nh3-scr技术多采用钒钛催化剂。但是作为nh3-scr技术的核心，钒钛催化剂不仅制备方法复杂，而且操作温度窗口较高(300-400℃)。在较高的操作温度下，活性组分容易发生迁移和团聚，进而导致催化剂减活。因此，开发在较低温度下脱硝活性优良的nh3-scr催化剂具有重要的现实意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种氨气选择性催化脱硝材料，在200℃下具有较高的脱硝活性。
2、本专利技术还提供了一种上述氨气选择
3、为了实现以上目的，本专利技术的氨气选择性催化脱硝材料所采用的技术方案是：
4、一种氨气选择性催化脱硝材料，包括载体和负载在载体上的活性组分；所述活性组分为mno2和cuo。本专利技术的氨气选择性催化脱硝材料以mno2和cuo作为活性组分，在低于200℃的温度下具有较高的脱硝活性，在80-140℃间的脱硝率可达40.2％-89.8％。
5、进一步地，所述载体为除尘滤料和/或碳纤维。采用具有一定长径比的材料作为载体利于活性组分负载。可以理解的是，当载体为除尘滤料时，本专利技术的氨气选择性催化脱硝材料为脱硝催化滤料。更进一步地，所述除尘滤料为玻纤除尘滤料或芳纶除尘滤料。所述除尘滤料优选为聚苯硫醚纤维除尘滤料。
6、本专利技术的氨气选择性催化脱硝材料的制备方法所采用的技术方案为：
7、一种所述的氨气选择性催化脱硝材料的制备方法，包括以下步骤：将载体在液相中吸附cu2+离子，然后采用高锰酸钾氧化载体吸附的cu2+离子在载体上原位生成mno2和cuo。
8、本专利技术的氨气选择性催化脱硝材料的制备方法，工艺简单，将cu2+离子吸附在载体上，再采用高锰酸钾进行氧化即可在载体上原位生成mno2和cuo，因而产生复合催化剂能够抗so2，同时该反应过程条件温和，环保无三废产生。cu2+和高锰酸钾反应生成mno2和cuo的反应方程式为：
9、
10、为了减少氨气选择性催化脱硝材料使用过程中，负载在载体上的mno2和cuo的脱落，延长氨气选择性催化脱硝材料的使用时间，进一步地，所述的氨气选择性催化脱硝材料的制备方法还包括以下步骤：将在载体上原位生成mno2和cuo后的材料和聚合单体分散在有机溶剂中，然后进行聚合单体的聚合反应。脱硝过程中，载体上的活性组分不断受到气体中颗粒物质的撞击容易脱落，通过聚合单体的聚合反应可以在活性组分与载体之间生成聚合物粘结层，提高活性组分的粘结稳定性。
11、为了避免生成的聚合物对氨气选择性催化脱硝材料的催化活性产生影响，进一步地，将在载体上原位生成mno2和cuo后的材料和聚合单体分散在有机溶剂中，是将在载体上原位生成mno2和cuo后的材料分散在聚合单体的有机溶液中。所述有机溶液中的聚合单体的浓度为0.5～2mol/l，例如为2mol/l。可以理解的是，所述聚合单体的有机溶液包括聚合单体和所述有机溶剂。每0.0005～0.00125mol二价铜盐得到在载体上原位生成mno2和cuo后的材料对应采用的有机溶液的体积为50ml。
12、进一步地，所述聚合单体为1,3-二氧五环。以1,3-二氧五环作为聚合单体生成的聚合物粘结层可以较好地提高活性组分在载体表面的粘结强度。所述聚合反应的温度为20～50℃，时间为8～48h。例如所述聚合反应的温度为室温，反应的时间为12h。
13、进一步地，所述聚合反应以的三氟甲磺酸铝作为引发剂。引发剂加入反应体系后在反应体系中的浓度为0.04～0.08mol/l，例如为0.04mol/l。
14、进一步地，所述载体为除尘滤料；将载体在液相中吸附cu2+离子的方法，包括以下步骤：将除尘滤料在阴离子型表面活性剂水溶液中搅拌后，加入水溶性二价铜盐进行分散；所述阴离子型表面活性剂含有c10～c16直链烷基。将除尘滤料加入阴离子型表面活性剂水溶液中进行搅拌的过程中，阴离子型表面活性剂分子中直链烷基会缠结在除尘滤料上，进而利用其带的负电荷吸附溶液的cu2+。所述搅拌的时间为8～15h，例如为12h。为了减少活性组分发生团聚，提高活性组分分散的均匀性，每40～100ml的阴离子型表面活性剂水溶液中对应加入的除尘滤料的质量为0.63g。每40～100ml的阴离子型表面活性剂水溶液中对应加入二价铜盐中铜离子的摩尔量为0.0005～0.00125mol。所述搅拌在室温下进行。所述水溶性二价铜盐优选为硝酸铜和/或醋酸铜。可以理解的是，水溶性二价铜盐既可直接加入，也可采用水溶解后加入。加入二价铜盐进行分散的时间为8～15h，例如为12h。更进一步地，加入二价铜盐进行分散是在搅拌条件下进行的。
15、为了提高氨气选择性催化脱硝材料活性，进一步地，加入的水溶性二价铜盐中cu2+与采用的高锰酸钾的摩尔比为0.5～4:1，优选为1.8～2.2:1，例如为2:1。
16、为了提高氨气选择性催化脱硝材料活性，进一步地，加入的水溶性二价铜盐和采用高锰酸钾的总质量与载体的质量之比为0.4～1:1。
17、进一步地，所述阴离子型表面活性剂为c10～c16直链烷基磺酸盐。例如所述c10～c16直链烷基磺酸盐为十二烷基磺酸盐和/或十六烷基磺酸盐。所述十二烷基磺酸盐优选为十二烷基磺酸钠。
18、进一步地，所述阴离子型表面催化剂水溶液的浓度为0.001～0.01mol/l。更进一步地，所述阴离子型表面活性剂水溶液中，阴离子型表面活性剂的浓度不超过0.009mol/l，例如为0.002mol/l。
19、进一步地，采用高锰酸钾氧化载体吸附的cu2+离子是在上述加入水溶性二价铜盐进行分散后的体系中加入高锰酸钾溶液进行氧化反应。所述氧化反应的温度为40～50℃，例如为45℃，氧化反应的时间为10～15h，例如为12h。所述高锰酸钾溶液的浓度为0.02～0.05mol/l。将在载体上原位生成mno2和cuo后的材料和聚合单体分散在有机溶剂中以前，先将氧化反本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种氨气选择性催化脱硝材料，其特征在于：包括载体和负载在载体上的活性组分；所述活性组分为MnO2和CuO。
2.根据权利要求1所述的氨气选择性催化脱硝材料，其特征在于：所述载体为除尘滤料和/或碳纤维。
3.一种如权利要求1或2所述的氨气选择性催化脱硝材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将载体在液相中吸附Cu2+离子，然后采用高锰酸钾氧化载体吸附的Cu2+离子在载体上原位生成MnO2和CuO。
4.根据权利要求3所述的氨气选择性催化脱硝材料的制备方法，其特征在于：还包括以下步骤：将在载体上原位生成MnO2和CuO后的材料和聚合单体分散在有机溶剂中，然后进行聚合单体的聚合反应。
5.根据权利要求4所述的氨气选择性催化脱硝材料的制备方法，其特征在于：所述聚合单体为1,3-二氧五环；所述聚合反应的温度为20～50℃，时间为8～48h。
6.根据权利要求3～5中任意一项所述的氨气选择性催化脱硝材料的制备方法，其特征在于：所述载体为除尘滤料；将载体在液相中吸附Cu2+离子的方法，包括以下步骤：将除尘滤料加入阴离子型表面活性
7.根据权利要求6中任意一项所述的氨气选择性催化脱硝材料的制备方法，其特征在于：加入的水溶性二价铜盐中Cu2+与采用的高锰酸钾的摩尔比为0.5～4:1。
8.根据权利要求6所述的氨气选择性催化脱硝材料的制备方法，其特征在于：加入的水溶性二价铜盐和采用高锰酸钾的总质量与载体的质量之比为0.4～1:1。
9.根据权利要求6所述的氨气选择性催化脱硝材料的制备方法，其特征在于：所述阴离子型表面活性剂为C10～C16直链烷基磺酸盐。
10.根据权利要求6所述的氨气选择性催化脱硝材料的制备方法，其特征在于：所述阴离子型表面催化剂水溶液的浓度为0.001～0.01mol/L。
...【技术特征摘要】
1.一种氨气选择性催化脱硝材料，其特征在于：包括载体和负载在载体上的活性组分；所述活性组分为mno2和cuo。
2.根据权利要求1所述的氨气选择性催化脱硝材料，其特征在于：所述载体为除尘滤料和/或碳纤维。
3.一种如权利要求1或2所述的氨气选择性催化脱硝材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将载体在液相中吸附cu2+离子，然后采用高锰酸钾氧化载体吸附的cu2+离子在载体上原位生成mno2和cuo。
4.根据权利要求3所述的氨气选择性催化脱硝材料的制备方法，其特征在于：还包括以下步骤：将在载体上原位生成mno2和cuo后的材料和聚合单体分散在有机溶剂中，然后进行聚合单体的聚合反应。
5.根据权利要求4所述的氨气选择性催化脱硝材料的制备方法，其特征在于：所述聚合单体为1,3-二氧五环；所述聚合反应的温度为20～50℃，时间为8～48h。
6.根据权利要求3～5中任意一项所述的氨气选择...
【专利技术属性】
技术研发人员：张延兵，毛艳丽，宋成建，任艳丽，张辉艳，李培杰，班莹莹，张五交，任海波，黄金鹤，夏学莲，梁浜雷，李彭飞，陈英赞，
申请(专利权)人：河南城建学院，
类型：发明
国别省市：
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