【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化降解大气污染物领域，具体涉及一种金刚石粉与金属催化剂或金属氧化物催化剂混合作用直接催化降解氮氧化合物的方法。
技术介绍
1、氮氧化物(nox)是大气环境中主要污染物之一。主要在燃煤电厂、钢铁厂等工作过程中大量排放，及汽车尾气排放等领域。对nox的无害处理通常称为脱硝处理，国家制定了相关政策和排放标准及要求。目前脱硝技术和工艺主要使用还原剂与催化剂(包括金属催化剂，如贵金属，或金属氧化物催化剂)共同作用的选择性催化还原法(scr)脱硝方案，已大规模工业化应用。在一定温度范围内，经含氨基还原剂(如氨水，尿素溶液等)喷淋，在催化剂的协同作用下将烟气中的nox转化为氮气和水。
2、常使用金属(如：贵金属pt，pd，rh，ir，au，ag，pt-rh，pt-pd等)或金属氧化物(如：(v2o5、co3o4、cuo、zro2、nio、fe2o3、al2o3、rh2o3、sm2o3等)作为催化剂，或者负载在其他材料，如al2o3、tio2、zro2、sio2、zno等，进一步提高催化效率和时效性。其中贵金属由于表面易吸附反应物，利于形成中间活性化合物，因此贵金属催化剂最早被应用于scr催化领域。但贵金属催化剂价格昂贵，容易出现氧阻抑现象，且容易团聚，存在结块失活现象。
3、目前scr方法中成熟且工业推广的催化剂为v2o5/tio2体系催化剂，以v2o5为活性组分，tio2为载体。但同样存在氧阻抑及失活现象。近年来，还研制出了mnox、feox、cuox、ceox、mnox-ceo2等金属氧化物作为活性
4、碳基催化剂是一种被广泛应用的催化剂。常见的碳基材料有活性炭、生物质炭、热解半焦、石墨炭等。碳基催化剂可降低反应温度，来源丰富，价格低廉。ye等在fullerenes,nanotubes and carbon nanostructures，2021,30(2):297中报道了选择hno3、h2so4等对活性炭进行改性，采用浸渍法制备了一系列负载mn催化剂并测试其脱硝性能。结果表明：hno3改性活性炭制备的催化剂具有最高的no转化率。yang等在chemical engineeringjournal，2020,379:122398中报道了利用金属离子插入石墨微晶结构，制备fe改性碳基负载mnox/ceoy催化剂，活性测试结果显示当反应温度为125℃，空速为12000h-1时，脱硝效率为90％，表明碳基催化剂具有良好的低温脱硝活性。尽管如此，炭基催化剂存在抗水性差的不足，而且碳材料与氧气接触时具有较高可燃性，有一定的风险，不适合工业应用。上述催化剂作为scr催化剂，都是在以氨水或尿素水为还原剂的脱硝过程中起到催化作用的。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种用于降解氮氧化合物nox的复合催化剂及其制备方法，本专利技术所采用的技术方案具体如下：
2、本专利技术中一种降解氮氧化合物的复合催化剂由微纳米金刚石颗粒和金属或金属氧化物粉末混合而成，
3、所述的金属为al、cu、fe、v、co、cr、mo、mn、ni、pt，ce、pd、rh、ir、au或ag中的一种或两种以上的组合；
4、所述金属氧化物为v2o5、co3o4、cuo、zro2、nio、fe2o3、al2o3、tio2、wo3、moo3、ceo2、rh2o3或sm2o3中的1～2种的混合；或者v2o5-moo3-tio2、ceo2-zro2-wo3中的一种；
5、金属或金属氧化物与微纳米金刚石颗粒的质量比为(0.01～10):1；微纳米金刚石颗粒和金属或金属氧化物粉末的颗粒粒径为0.1～10微米。
6、优选地，颗粒粒径500纳米-5微米范围内催化降解效率较好，金属氧化物粉与金刚石粉的质量比(1～2):1。
7、本专利技术中一种降解氮氧化合物的复合催化剂的制备方法，具体步骤为：
8、选用高纯度的商用金刚石粉和金属粉或金属氧化粉先用筛子筛选出平均尺寸1～10微米的粉体颗粒，将颗粒尺寸分布较窄的金刚石和金属粉按质量比(0.01～10):1混合，并经超声振动混合，得到用于降解氮氧化合物的复合催化剂。
9、优选地，超声振动混合后的获得的复合催化剂再经研磨、超声处理，进一步提高混合效果。
10、优选地，一种降解氮氧化合物的复合催化剂的制备方法，还包括以下步骤：将用于降解氮氧化合物的复合催化剂与粘接剂或支撑体结合，制成催化剂模块使用。
11、进一步，复合催化剂与粘接剂结合通过混合、挤压和成型的步骤完成。复合催化剂通过混合、涂覆于支撑体表面、干燥和煅烧的步骤完成与支撑体的结合。
12、再进一步，所述的催化剂模块为蜂窝式、板式或波纹板式。
13、本专利技术的有益效果：
14、1、金刚石是碳的同素异形体材料，相比于其他碳材料，具有许多独特的性质，例如高硬度、高温物理化学稳定、表面活性点丰富等，使用金刚石粉和传统的金属或金属氧化物催化剂混合，可以分散原催化剂，避免团聚结块，增加比表面积，同时金刚石也参与还原和催化作用，将微纳米金刚石引入传统催化剂中，协同可以提高nox降解的效果。
15、2、本专利技术可以在不加入氨水或尿素等还原剂的情况下实现nox降解，避免了现有scr方法需要额外添加还原剂的才可以进行nox催化降解的问题，降低了使用成本。
16、3、本专利技术的金刚石负载催化剂分解氮氧化合物的制备方法具有过程简单、成本低廉、易于实现、容易放大等优点，有望未来大规模生产和实际应用。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种降解氮氧化合物的复合催化剂，其特征在于，所述复合催化剂由微纳米金刚石颗粒和金属或金属氧化物粉末混合而成，
2.根据权利要求1所述的降解氮氧化合物的复合催化剂，其特征在于，微纳米金刚石颗粒和金属或金属氧化物粉末的颗粒粒径500纳米～5微米。
3.根据权利要求1所述的降解氮氧化合物的复合催化剂，其特征在于，金属或金属氧化物粉与金刚石粉的质量比(1～2):1。
4.一种降解氮氧化合物的复合催化剂的制备方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：
5.根据权利要求4所述降解氮氧化合物的复合催化剂的制备方法，其特征在于，超声振动混合后的获得的复合催化剂再次经研磨和超声分散处理。
6.根据权利要求4或5所述降解氮氧化合物的复合催化剂的制备方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：将降解氮氧化合物的复合催化剂与粘接剂或支撑体结合，制成催化剂模块使用。
7.根据权利要求6所述降解氮氧化合物的复合催化剂的制备方法，其特征在于，复合催化剂与粘接剂结合通过混合、挤压和成型的步骤完成。
8.根据权利要求6所述降解氮氧化合
9.根据权利要求6所述降解氮氧化合物的复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述的催化剂模块为蜂窝式、板式或波纹板式。
...【技术特征摘要】
1.一种降解氮氧化合物的复合催化剂，其特征在于，所述复合催化剂由微纳米金刚石颗粒和金属或金属氧化物粉末混合而成，
2.根据权利要求1所述的降解氮氧化合物的复合催化剂，其特征在于，微纳米金刚石颗粒和金属或金属氧化物粉末的颗粒粒径500纳米～5微米。
3.根据权利要求1所述的降解氮氧化合物的复合催化剂，其特征在于，金属或金属氧化物粉与金刚石粉的质量比(1～2):1。
4.一种降解氮氧化合物的复合催化剂的制备方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：
5.根据权利要求4所述降解氮氧化合物的复合催化剂的制备方法，其特征在于，超声振动混合后的获得的复合催化剂再次经研磨和超声分散...
【专利技术属性】
技术研发人员：李红东，张迈，刘钧松，高楠，成绍恒，王启亮，李柳暗，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。