[發明專利]一種碳材料低溫擴容方法及其低溫脫硫脫硝劑的制備方法

有效

• 申請號: 201310262276.2
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN103341366A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 田芳
• 申請（專利權）人: 太原師范學院
• 主分類號: B01J37/34
• 分類號: B01J37/34;B01J32/00;B01J23/22;B01D53/90;B01D53/60
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 崔雪花

技術領域

本發明涉及一種碳材料擴容方法及炭基低溫脫硫脫硝劑的制備方法，特別是涉及一種碳材料超聲波低溫擴容方法和以該碳材料為載體的超聲波活化制備低溫溫脫硫脫硝劑的方法。?

背景技術

能源、經濟、環境是人類可持續發展過程中面臨的最嚴峻的問題。我國作為世界上最大的煤炭生產國和消費國，一次能源消費結構中工業用燃料75%是煤炭，煤炭的燃燒過程中造成嚴重的環境污染，是主要煤煙型污染。其中燃煤排放的SO₂和NO_X是最主要污染氣體。火電行業是SO₂和NO_X排放大戶。主要以煙道氣形式排入大氣。現在煙氣脫硫脫硝技術中活性炭負載催化劑脫硫和NH₃選擇性催化還原（SCR）法是研究熱點，國外主要形成以V₂O₅-TiO₂為主要成分的工業催化劑，其操作溫度在370-430℃中溫區，脫硝率達80%以上，但低溫脫硝率很低。從高效、經濟、適于鍋爐排放溫度80-200℃范圍內SCR法更為優越出發，形成以多孔碳為載體，以Fe₂O₃、CuO、V₂O₅等為活性組分的各種催化劑。但存在低溫脫硝效率低，碳材料高溫（800-950℃）H₂O活化制造多孔碳擴容耗能大、時間長（2-3hour）、碳燒失率高（20-40%）的缺陷，以及低溫酸處理需長期浸泡，耗時長、效率低的不足。本方法利用酸的脫灰和氧化作用，結合超聲波空化效應、強的穿透能力，碳材料易形成發達孔結構的優勢，旨在開發一種能工業化的低溫（＜100℃）節能、快速、高效擴大碳材料比表面積的方法并負載催化劑制備低溫脫硫脫硝劑的方法。?

發明內容

本發明克服現有技術的不足，提供了一種低溫條件下快速高效的對碳材料進行擴容的超聲波酸化擴容法，以及采用該方法擴容的碳材料制備低溫脫硫脫硝劑的快速、高效、節能的超聲波活化制備方法。?

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：一種碳材料低溫擴容方法，采用強酸水溶液作為擴容劑，采用碳材料為被擴容材料，用超聲波協助擴容。包括如下步驟：?

a、將濃強酸與水配制成濃度為3-9mol/L的酸溶液；

b、將粒度為4-6目的碳材料放入容器中，倒入步驟a制得的酸溶液至浸沒碳材料；

c、分段超聲處理：將步驟b浸沒在酸溶液中的碳材料在超聲頻率50kHz，超聲功率50-90W條件下，依次在溫度60℃、70℃、80℃下超聲5-10min，然后用蒸餾水將所述碳材料超聲洗滌3次。

所述酸為硝酸、硫酸或鹽酸中的一種或幾種酸的混合酸。?

所述碳材料為焦炭或半焦。?

一種碳材料制備低溫脫硫脫硝劑的方法，包括如下步驟：?

a、將濃強酸與水配制成濃度為3-9mol/L的酸溶液；

b、將粒度為4-6目的碳材料放入容器中，倒入步驟a制得的酸溶液至浸沒碳材料；

c、分段超聲處理：將步驟b浸沒在酸溶液中的碳材料在超聲頻率50kHz，超聲功率50-90W條件下，依次在溫度60℃、70℃、80℃下超聲5-10min，然后用蒸餾水將所述碳材料超聲洗滌3次；

d、將可溶性釩酸鹽制成質量百分含量為2-4%的釩酸鹽水溶液；

e、將經步驟c超聲處理后的碳材料放入容器中，倒入步驟d制得的釩酸鹽水溶液至浸沒碳材料；

f、分段超聲活化：將步驟e浸沒在釩酸鹽水溶液中的碳材料在超聲頻率50kHz，超聲功率50-90W條件下，依次在溫度60℃、70℃、80℃下超聲10-30min；

g、超聲波活化后對多孔載體進行過濾和干燥，干燥溫度為120-150℃，干燥時間3-6hour。

所述釩酸鹽為偏釩酸鈉、偏釩酸銨當中的一種或兩種的混合物。?

所述碳材料為焦炭或半焦。?