【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种脱硝催化剂，具体涉及一种柔性脱硝催化剂及其制备方法。属于环境催化。
技术介绍
1、氮氧化物(nox)是工业废气中的主要组成成分之一，为防治酸雨和光化学污染，控制氮氧化物的减排是环境领域的一大举措。用nh3选择性催化还原nox是目前应用最为广泛的氮氧化物去除技术，许多类型的催化剂被应用与nh3-scr。通过面对不同的应用场景选择合适的催化剂，这往往需要考虑众多因素。例如，操作温度窗口，反应器形状，耐水抗硫性能等。
2、mn基催化剂由于其优异的低温催化活性和环境友好的特点而备受关注。研究表明，由于mn元素的变价和强氧化还原能力，表现出更好的低温活性，但往往需要面对h2o和so2使催化剂失活的问题，通过其他金属的掺杂可以进一步提升其催化性能以及耐水抗硫性能。例如，mn和co的相互作用降低反应的能垒，提高催化剂的低温催化还原性能，所制备的催化剂显示出优异的低温活性、催化稳定性和h2o耐受性。
3、整体式负载催化剂具有更高的机械强度、更好的传热性能和更少的活性组分，被广泛应用在工业场景中。相较于刚性载体，柔性材料的开发由于可以发生可逆性形变的特征，可以被应用在复杂的工作环境。脱硝催化剂要想在工业应用中发挥有效作用，不仅需要较高的催化活性，还需要保持灵活性，以适应不同的运行环境。因此，选择合适的载体对于确保工业应用前景至关重要。三聚氰胺海绵因其低成本、低密度、高孔隙率和开放式结构而在环保领域得到广泛应用。但无机催化剂和三聚氰胺泡沫之间的弱相互作用意味着催化剂很难直接生长在表面上，因此通常需要对三聚氰
4、申请人研究发现氧化石墨烯(go)由于其具有大的比表面积和独特的电子性质，经常作为一种优异的材料催化剂。通过引入go纳米片的2d结构改性三聚氰胺泡沫，促进是三聚氰胺海绵与无机催化剂的结合，而不需要其他粘合剂，避免对其进行碳化处理。不仅如此，将go与三聚氰胺海绵结合在一起，可以增加材料的电子转移，可作为还原剂介质增加金属氧化物的负载量，避免了焙烧等后处理操作。目前，负载型催化剂的制备通常采用等体积或者过量浸渍法、沉淀法、沉积法等，浸渍法作为一种简单易行且经济的合成方法，被广泛应用于负载型催化剂，但也同时面临着该方法在焙烧分解工序中产生废气污染。因此开发一种绿色环保、高效的制备方法合成柔性催化剂具有广阔的应用前景，避免对环境造成二次污染。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的是提供一种柔性脱硝催化剂，通过氧化石墨烯改性三聚氰胺海绵，促进三聚氰胺海绵与无机催化剂的结合，同时氧化石墨烯作为一种氧化还原介质，因此，该催化剂在脱硝过程中重复使用多次，可以仍可保持很好的催化活性。
2、本专利技术的再一个目的是提供一种柔性脱硝催化剂的制备方法，在该制备方法，在制备过程中，无需对三聚氰胺进行高温焙烧。
3、本专利技术的最后一个目的是提供一种同时脱硝的方法。
4、一方面，本专利技术提供的柔性脱硝催化剂，包括：活性组分、三聚氰胺海绵以及氧化石墨烯，所述的活性组分包括锰、钴、铈中的一种或两种以上的混合。
5、在该催化剂中，通过氧化石墨烯对三聚氰胺海绵改性，促进了三聚氰胺海绵与活性组分的结合。三聚氰胺海绵保持其原有微观结构，为多孔疏松的网状形貌结构为金属活性组分的负载提供了足够的负载表面，以氧化石墨烯作为粘结剂可以使金属活性组分均匀地负载在三聚氰胺海绵骨架上。宏观结构为整体式块状物，具备良好的柔性与回弹性。不仅降低了金属活性组分的负载量，有效提高反应速率。
6、另一方面，柔性脱硝催化剂的制备方法，包括：
7、将三聚氰胺海绵(ms)浸入氧化石墨烯(go)悬浮液中，取出附着氧化石墨烯的三聚氰胺海绵，将其干燥，得到ms@go；将ms@go浸入金属无机盐的水溶液中；含有金属无机盐的ms@go在加热条件下反应，随后干燥处理，得到柔性脱硝催化剂。
8、该柔性脱硝催化剂为金属氧化物负载到石墨烯改性三聚氰胺海绵上。
9、本申请制备的柔性脱硝催化剂避免活性中心脱落等问题，最大程度保证三聚氰胺海绵柔性特征。可循环使用多次，且仍然看保持很高的催化性能。
10、上述催化剂可在nh3-scr脱硝反应中应用。
11、表现出高效的选择性催化还原(scr)脱硝活性和优异的抗水耐硫性能，目标产物氮气的选择性高。
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1.一种柔性脱硝催化剂，包括：活性组分、三聚氰胺海绵以及氧化石墨烯，所述的活性组分包括锰、钴、铈中的一种或两种以上的混合；
2.根据权利要求1所述的柔性脱硝催化剂，其特征在于，柔性脱硝催化剂中的活性组分还包括镍、或铜元素；
3.根据权利要求1或2所述的柔性脱硝催化剂，其特征在于，相对于三聚氰胺海绵，氧化石墨烯的负载量为10wt％-50wt％；
4.根据权利要求1-3任一项所述的柔性脱硝催化剂，其特征在于，活性组分包括锰、钴元素，其中，Mn3+和Mn4+的锰元素占所有Mn元素的质量比为60％-90wt％；Co3+占所有Co元素的质量比为30％-80wt％。
5.一种权利要求1所述的柔性脱硝催化剂的制备方法，包括：将三聚氰胺海绵(MS)浸入氧化石墨烯悬浮液中，取出附着氧化石墨烯的三聚氰胺海绵，将其干燥，得到MS@GO；将MS@GO浸入金属无机盐的水溶液中；含有金属无机盐的MS@GO在加热条件下反应，随后干燥处理，得到柔性脱硝催化剂；
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在超声条件下，三聚氰胺海绵浸入氧化石墨烯悬浮液
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，金属无机盐选择水溶性金属盐；所述的金属盐包括含锰盐、含钴盐、含铈盐中一种或者几种的混合；
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，金属无机盐包括高锰酸钾、硝酸钴，所述金属无机盐的量为MS@GO样品质量的20％～80％；或者
9.根据权利要求5-8任一项所述的制备方法，其特征在于，含有金属无机盐的MS@GO在40～120℃温度下反应；
10.一种如权利要求1-3任一项所述的柔性脱硝催化剂在NH3-SCR脱硝体系中的应用；
...【技术特征摘要】
1.一种柔性脱硝催化剂，包括：活性组分、三聚氰胺海绵以及氧化石墨烯，所述的活性组分包括锰、钴、铈中的一种或两种以上的混合；
2.根据权利要求1所述的柔性脱硝催化剂，其特征在于，柔性脱硝催化剂中的活性组分还包括镍、或铜元素；
3.根据权利要求1或2所述的柔性脱硝催化剂，其特征在于，相对于三聚氰胺海绵，氧化石墨烯的负载量为10wt％-50wt％；
4.根据权利要求1-3任一项所述的柔性脱硝催化剂，其特征在于，活性组分包括锰、钴元素，其中，mn3+和mn4+的锰元素占所有mn元素的质量比为60％-90wt％；co3+占所有co元素的质量比为30％-80wt％。
5.一种权利要求1所述的柔性脱硝催化剂的制备方法，包括：将三聚氰胺海绵(ms)浸入氧化石墨烯悬浮液中，取出附着氧化石墨烯的三聚氰胺海绵，将其干燥，得到ms...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐晓龙，熊廷楷，高凤雨，易红宏，赵顺征，周远松，于庆君，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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