【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于大气污染催化材料，具体涉及一种低温高效脱除烟气中co和nox的类水滑石复合功能催化剂的制备方法及其应用。
技术介绍
1、工业生产过程中，例如钢铁和有色冶金行业会消耗大量的化石燃料和矿物资源，排放大量的空气污染物，对环境造成了很大的压力，尤其以工业固定源排放量最大，其中所含污染物成分十分复杂。目前烟气的除尘脱硫技术发展已较完善，而nox、co作为烟气中的主要污染成分，脱除技术还在不断发展和完善中。脱硝技术为中低温nh3-scr技术，工作温度温度一般为280~450℃左右，烟气在经过脱硫后需要通过换热设备进行升温，再通过外部加热才能达到目标温度，这不仅增加了系统的复杂性，也导致整体投资和耗能加大。此外，烟气经过脱硝工艺后，仍然含有大量的co，直接排放会对环境及人体产生严重影响，因此开发一种低温下活性较强的双功能催化剂同时高效去除烟气中的co和nox有重要意义。
2、目前实验室研究的催化剂主要分为贵金属催化剂和非贵金属催化剂，传统的贵金属催化剂如pt、rh，au等催化效率高，抗水性能好，但是价格昂贵，储存有限，不适用于大批量应用。常见的非贵金属催化剂如cu、mn、co和ni等的复合氧化物，不仅价格便宜且在低温下就有着较高的催化效果，但存在易中毒，催化活性低的问题。
3、类水滑石是一种层状双氢氧化物（ldhs），具有比表面积大，活性组分分散均匀和热稳定性好的特点，以此为基础合成的复合金属氧化物催化剂具有良好的稳定性，这种合成方法为解决非贵金属催化剂易中毒和催化活性低的问题提供了一条有效的途径，改善非
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种低温高效脱除烟气中co和nox的类水滑石复合功能催化剂的制备方法及其应用，主要针对于钢铁烧结烟气中nox和co的协同控制，为解决现有催化剂脱销反应温度高和co排放的问题具有重要意义。
2、本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术通过以三水合硝酸铜、硝酸锰溶液和九水合硝酸铁为原料，以氢氧化钠为沉淀剂，去离子水作为溶剂，通过共沉淀法合成具有层状结构的铜锰铁类水滑石，经过焙烧得到铜锰铁复合金属氧化物。
4、具体包括如下步骤：
5、第一步，配制混合盐溶液：分别称取三水合硝酸铜、硝酸锰和九水合硝酸铁，溶解于去离子水中，在室温下充分搅拌30min，使之充分溶解；
6、第二步，配制氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液：称取氢氧化钠和碳酸钠，分别溶解于去离子水中，在室温下充分搅拌30min，使之充分溶解；
7、第三步，制备铜锰铁类水滑石：将混合盐溶液加入含有碳酸钠溶液的烧杯中，用磁力搅拌器搅拌均匀，在通入热空气时同步滴加过氧化氢溶液进行氧化改性，搅拌1~3h，得到混合溶液，同时向混合溶液中加入腐殖酸钠和溶液流变性能改性剂，使之充分混合均匀，再将氢氧化钠溶液缓慢滴入烧杯中，通过ph计观察溶液ph值，使ph保持在10±0.2；滴加完成后，继续搅拌25~35min，然后在室温下老化12h；
8、第四步，将老化后的溶液抽滤洗涤至中性，干燥箱中60℃烘干，得到铜锰铁类水滑石前驱体，记为cu3mnafe1-a-ldhs；
9、第五步，将上述得到的铜锰铁类水滑石前驱体放入马弗炉中程序升温到400~450℃，在相对应的温度条件下空气气氛焙烧4~6h，最终得到铜锰铁复合金属氧化物，记为cu3mnafe1-a-ldo，待用。
10、进一步地，第一步中所述三水合硝酸铜、硝酸锰、九水合硝酸铁和去离子水的的用量比为，7.248g：0.7158-2.1474g：1.616-3.232g：100ml。
11、进一步地，第二步中所述氢氧化钠和去离子水的用量比为8g：100ml，碳酸钠和去离子水的用量比为1.06g：100ml。
12、进一步地，第三步中所述氧化改性的温度为58-80℃，通入热空气的温度为60-80℃，氧化改性时间为1-3h，过氧化氢的加入量为混合盐溶液体积的1~5%。
13、进一步地，第三步中所述腐殖酸钠和溶液流变性能改性剂的质量比为（30~50）：（70~50），腐殖酸钠和溶液流变性能改性剂的添加量为混合溶液质量的5~7.5%。
14、进一步地，第三步中所述溶液流变性能改性剂为氧化改性碳纳米材料、硬脂酸钙和可溶性聚乙烯醇组成的弹性流体，氧化改性碳纳米材料、硬脂酸钙和可溶性聚乙烯醇的质量比为40~45:40~50:5~20。
15、一种类水滑石复合功能催化剂应用于低温高效脱除烟气中co和nox。
16、本专利技术的有益效果如下：
17、本专利技术以三水合硝酸铜、硝酸锰溶液和九水合硝酸铁为原料，以氢氧化钠为沉淀剂，通过双氧水耦合热空气改性结合溶液流变性能调变，在室温下通过共沉淀法制备得到高性能铜锰铁类水滑石。焙烧后得到的铜锰铁复合金属氧化物在低温下具有高效的co和nox转化率，可以作为一种双功能的催化剂实现钢铁烧结烟气的同时净化，减少环境污染，同时也可以节约增加co处理设施的成本和占地空间，该催化剂使用原料简单，制备方法容易掌握，对于降低钢铁和有色冶金行业烟气污染物排放具很高的价值。
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1.一种低温高效脱除烟气中CO和NOx的类水滑石复合功能催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低温高效脱除烟气中CO和NOx的类水滑石复合功能催化剂的制备方法，其特征在于：第一步中所述三水合硝酸铜、硝酸锰、九水合硝酸铁和去离子水的的用量比为，7.248g：0.7158-2.1474g：1.616-3.232g：100mL。
3.根据权利要求1所述的一种低温高效脱除烟气中CO和NOx的类水滑石复合功能催化剂的制备方法，其特征在于：第二步中所述氢氧化钠和去离子水的用量比为8g：100mL，碳酸钠和去离子水的用量比为1.06g：100mL。
4.根据权利要求1所述的一种低温高效脱除烟气中CO和NOx的类水滑石复合功能催化剂的制备方法，其特征在于：第三步中所述氧化改性的温度为58-80℃，通入热空气的温度为60-80℃，氧化改性时间为1-3h，过氧化氢的加入量为混合盐溶液体积的1~5%。
5.根据权利要求1所述的一种低温高效脱除烟气中CO和NOx的类水滑石复合功能催化剂的制备方法，其特征在于：第三步中所述
6.根据权利要求1所述的一种低温高效脱除烟气中CO和NOx的类水滑石复合功能催化剂的制备方法，其特征在于：第三步中所述溶液流变性能改性剂为氧化改性碳纳米材料、硬脂酸钙和可溶性聚乙烯醇组成的弹性流体，氧化改性碳纳米材料、硬脂酸钙和可溶性聚乙烯醇的质量比为40~45:40~50:5~20。
7.一种利用权利要求1-6任意一项所述的制备方法制备的类水滑石复合功能催化剂应用于低温高效脱除烟气中CO和NOx。
...【技术特征摘要】
1.一种低温高效脱除烟气中co和nox的类水滑石复合功能催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低温高效脱除烟气中co和nox的类水滑石复合功能催化剂的制备方法，其特征在于：第一步中所述三水合硝酸铜、硝酸锰、九水合硝酸铁和去离子水的的用量比为，7.248g：0.7158-2.1474g：1.616-3.232g：100ml。
3.根据权利要求1所述的一种低温高效脱除烟气中co和nox的类水滑石复合功能催化剂的制备方法，其特征在于：第二步中所述氢氧化钠和去离子水的用量比为8g：100ml，碳酸钠和去离子水的用量比为1.06g：100ml。
4.根据权利要求1所述的一种低温高效脱除烟气中co和nox的类水滑石复合功能催化剂的制备方法，其特征在于：第三步中所述氧化改性的温度为58-80℃，通入热空气的温度为...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊，贾斌，刘晓庆，王影，张国杰，李艳春，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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