[發(fā)明專利]一種氧化鉻擔(dān)載錳銅催化劑及其制備和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310267811.3
• 申請(qǐng)日: 2013-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN103357419A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉爽;董亞梅;王婷;張岷濤;何丹農(nóng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號(hào): B01J23/889
• 分類號(hào): B01J23/889;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 上海東方易知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 31121
• 代理人: 唐莉莎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氧化鉻擔(dān)載錳銅催化劑及其制備和應(yīng)用，主要針對(duì)環(huán)境中的NO催化氧化，適用于空氣污染物的消除，在環(huán)境凈化領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。

背景技術(shù)

隨著城市化進(jìn)程快速發(fā)展，隧道，停車場(chǎng)，煤礦等半封閉空間越來越多.在這些半封閉空間內(nèi)，由于自然通風(fēng)受到限制，機(jī)動(dòng)車排放的尾氣無法及時(shí)排出，致使污染物累積，空氣污染嚴(yán)重，氮氧化物(NOx?)是主要的污染物之一，每年來自全國機(jī)動(dòng)車的排放量高達(dá)583.3萬噸，90%以上為一氧化氮(NO).最常用的NOx治理技術(shù)是選擇性催化還原法(SCR)，但該方法需要具有較高的反應(yīng)溫度(通常為200?-?400℃)，無法適用于半封閉空間內(nèi)NOx的常溫消除.采用氣相選擇性催化氧化，即先將NO催化氧化為NO₂，再用堿液進(jìn)行吸收消除，是一種行之有效的方法.

目前用于NO常溫催化氧化的催化材料報(bào)道最多的是活性炭纖維(ACF)，堿液涂覆或摻雜改性的活性炭纖維或活性炭(AC)等，該類催化材料具有較大的比表面積，較多的孔隙結(jié)構(gòu)和表面官能團(tuán)，主要通過對(duì)NO吸附再氧化進(jìn)行反應(yīng)，但是產(chǎn)生的NO₂很容易吸附在炭表面，隨著NO₂的增多，表面活性位減少，活性下降，無法滿足實(shí)際的應(yīng)用需求，因此急需開發(fā)出一種活性高、穩(wěn)定性好的常溫催化氧化NO催化劑，具有高效穩(wěn)定性，用于半封閉空間內(nèi)污染物的凈化。

有文獻(xiàn)表明，過渡金屬氧化物催化劑具有較好的催化氧化活性，詳細(xì)考察了Mn，Ce，Co，F(xiàn)e四種過渡金屬氧化物，發(fā)現(xiàn)在250-350?^oC溫度范圍內(nèi)，NO催化氧化活性順序?yàn)镸nOx?>?CoOx?>?CuOx?>?FeOx,當(dāng)溫度低于200℃時(shí)這四種催化劑的催化氧化活性都很低.唐曉龍等考察了一系列過渡金屬氧化物催化劑，發(fā)現(xiàn)在200℃時(shí)，Mn，Cr和Co?3種金屬氧化物具有較好的NO催化氧化活性，轉(zhuǎn)化率甚至高于50%。研究發(fā)現(xiàn)，300℃下，相比于CuO?，ZnO和V₂O₅催化劑，Cr₂O₃表現(xiàn)出了較好的NO催化氧化活性，對(duì)TiO₂擔(dān)載的Cr-Ce催化劑用于NO催化氧化反應(yīng)做了詳細(xì)的研究，考察了Cr/Ce摩爾比，活性組分負(fù)載量，載體種類，焙燒溫度等因素的影響，發(fā)現(xiàn)Cr/Ce摩爾比為2：1，Cr₂O₃和CeO₂總負(fù)載量為載體重量的30%，350℃焙燒獲得的無定形Cr-Ce/TiO₂催化劑在330℃具有最佳的轉(zhuǎn)化率80.7%。詳細(xì)研究了錳銅催化劑的制備參數(shù)(Cu/Mn比例，焙燒溫度和時(shí)間等)對(duì)NO催化氧化性能的影響，發(fā)現(xiàn)錳銅催化劑在室溫具有較好的NO催化氧化性能，當(dāng)Cu：Mn=1：6時(shí)，NO轉(zhuǎn)化率能夠達(dá)到100%.綜上，可見鉻和錳銅分別具有NO催化氧化活性，但卻無人報(bào)道氧化鉻擔(dān)載錳銅催化劑在常溫下具有NO催化氧化性能.?因此在本發(fā)明中，考察了氧化鉻作為載體擔(dān)載錳銅對(duì)NO常溫催化氧化性能的影響。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種用于NO常溫催化氧化的氧化鉻擔(dān)載錳銅催化劑及其制備和應(yīng)用。

一種氧化鉻擔(dān)載錳銅催化劑的制備方法，其特征在于，沉淀法制備獲得氧化鉻載體，浸漬或沉積沉淀法獲得氧化鉻擔(dān)載錳銅催化劑，鉻源，銅源和錳源為硝酸鹽。

所述氧化鉻載體采用沉淀法制備獲取，具體為：稱取硝酸鉻10.0克溶解于100?毫升去離子水中，在常溫?cái)嚢瑁尤氤恋韯┌彼{(diào)節(jié)PH=8后，攪拌5-8小時(shí)，過濾，洗滌，60-150℃干燥12小時(shí)，100-700℃煅燒2-6?小時(shí)，獲得氧化鉻載體。

所述采用浸漬或沉積沉淀法制備氧化鉻擔(dān)載錳銅催化劑，具體為：

（1）浸漬法：

稱取3.0克去離子水，加入硝酸錳和硝酸銅，再加入上述獲得的氧化鉻載體5.0克，攪拌，室溫靜置12小時(shí)，放入60-150℃烘箱干燥12小時(shí)，在200-700℃焙燒2-6小時(shí)；Cu：Mn=1：6，錳銅的理論擔(dān)載量為載體的50%；

（2）沉積沉淀法：

稱取100毫升去離子水，加入硝酸錳和硝酸銅，再加入上述獲得的氧化鉻載體5.0克，60℃攪拌，逐滴加入沉淀劑碳酸氫銨，調(diào)節(jié)PH=7-9，攪拌5小時(shí)，后過濾洗滌，放入60-150℃烘箱干燥12小時(shí)，在100-700℃焙燒2-6小時(shí)；Cu：Mn=1：6，錳銅的理論擔(dān)載量為載體的50%。