[發明專利]銅錳復合一氧化氮常溫催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201210258508.2
• 申請日: 2012-07-24
• 公開（公告）號: CN103566946A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 張豪杰;董亞梅;何丹農
• 申請（專利權）人: 上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J37/02;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 上海東方易知識產權事務所 31121
• 代理人: 唐莉莎

技術領域

本發明涉及一種常溫常壓環境下催化氧化一氧化氮催化劑及其制備方法，特別是涉及一種銅錳復合一氧化氮常溫催化劑及其制備方法，應用于NOx氣體污染物處理的環境凈化領域。

背景技術

在各種大氣污染物中，NO_X的污染及其造成的危害不容忽視。NOx大多來自于燃料燃燒，即汽車尾氣、工業窯爐排放物等。NOx凈化處理按工藝可分為干法和濕法。干法包括非催化還原法、催化還原法、吸附法等；濕法包括酸吸收、堿吸收、氧化吸收等。

富氧條件下氧化吸收NOx是當前的研究方向之一。因為燃燒煙氣中90%～95%為NO，而NO除生成絡合物外，無論在水中或堿液中都不被吸收。為了有效地治理NOx，需將NO部分地氧化為NO₂，故需尋找一種有效的催化劑將NO氧化為較容易處理的NO₂，再用吸附劑吸收。

一氧化氮催化氧化研究中，有文獻公開了一種以介孔二氧化硅為載體，鉀、鉬的一種或兩種混合物為摻雜組分，鉑為活性組分，采用等體積分步浸漬法制備的催化氧化煙氣中氮氧化物的催化劑，但其工藝較復雜，反應溫度較高在150～300℃。有文獻公開了一種煙氣催化氧化脫硝工藝，采用以TiO₂或ZrO₂-TiO₂為載體，Co為活性成分的催化劑，但同樣其所述的反應溫度過高，不適用于常溫條件下的NOx凈化處理。

發明內容

本發明的目的在于提供一種以氧化鋁為基體，制備一氧化氮催化氧化催化劑的方法。所得催化劑適用于常溫常壓、低濃度（NO≤20ppm）環境條件，具有制備工藝簡單、催化氧化效率高等特點。

本發明提供一種銅錳復合一氧化氮常溫催化劑，其特征在于，所述催化劑的質量百分比組分為：氧化鋁含量50～85%，金屬氧化物含量15～50%。

本發明提供一種銅錳復合一氧化氮常溫催化劑的制備方法，其特征在于，以活性氧化鋁粉末為載體，以檸檬酸和銨鹽為助劑，分別通過等體積法浸漬負載乙酸錳和氯化銅，燒結后在氧化鋁表面合成高活性金屬氧化物，制得銅錳復合一氧化氮常溫催化劑。

所述乙酸錳和氯化銅的使用量相對氧化鋁載體質量的占比分別為0.0015～0.006mol/g。

所述氯化銨與錳離子(Mn2+)，或銅離子（Cu2+）的摩爾量比為1.5:1。

所述添加檸檬酸后混合溶液的pH=4。

所述活性氧化鋁粉末在混合溶液中的浸漬時間為12～16小時，催化劑焙燒溫度350～450℃，焙燒時間為3～5小時。

與現有技術相比，本發明具有工藝簡單、催化氧化效率高等特點，對NO氧化吸收效率有明顯提高。

活性炭催化性能評價在柱型玻璃管反應器中進行，反應氣體積空速（GHSV）為25000h^-1，催化劑用量5ml，反應在常溫常壓環境下進行

本發明以未處理活性炭為對比催化劑，原料氣NO濃度為15ppm，以空氣為載氣，反應溫度25～30℃，相對濕度30～45%，測試時間為3h。經過約0.5h吸附飽和后，測定NO催化轉化率為0～1%，基本無活性。

具體實施方式

下面對本發明的實施例作詳細說明：本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述?

實施例1：

分別稱取0.02mol乙酸錳和氯化銅，將其溶解在5ml去離子水中，添加適量檸檬酸至溶液pH=4；

以金屬離子：氯化銨=1:1（摩爾比）的比例稱取0.04mol氯化銨，并與金屬鹽溶液均勻混合，靜置6～8h；

稱取3.25?g、20～40目的活性氧化鋁粉末；將氧化鋁粉末在上述溶液中常溫等體積浸漬12h，然后在120℃烘箱中干燥8h；

將上述氧化鋁粉末在450℃馬弗爐中焙燒3h，即可得到所述一氧化氮催化劑。

將所制的催化劑按照前述試驗條件進行催化性能評價，測定NO催化轉化率為95%，3h內催化效果基本穩定。

實施例2：

分別稱取0.02mol乙酸錳、0.01mol氯化銅，將其溶解在5ml去離子水中，添加適量檸檬酸至溶液pH=4；

以金屬離子：氯化銨=1:1（摩爾比）的比例稱取0.03mol氯化銨，并與金屬鹽溶液均勻混合，靜置6～8h；

稱取3.25、20～40目的活性氧化鋁粉末；將氧化鋁粉末在上述溶液中常溫等體積浸漬12h，然后在120℃烘箱中干燥8h；