[發明專利]一種氧化鉻擔載錳催化劑及其制備和應用

有效

• 申請號: 201310295632.0
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN103394344A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 劉爽;董亞梅;王婷;張岷濤;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: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;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

本發明涉及一種氧化鉻擔載錳催化劑及其制備和應用，主要針對環境中的NO催化氧化，適用于空氣污染物的消除，在環境凈化領域具有應用前景。

背景技術

隨著城市化進程快速發展，隧道，停車場，煤礦等半封閉空間越來越多.在這些半封閉空間內，由于自然通風受到限制，機動車排放的尾氣無法及時排出，致使污染物累積，空氣污染嚴重，氮氧化物(NOx?)是主要的污染物之一，每年來自全國機動車的排放量高達583.3萬噸，90%以上為一氧化氮(NO).最常用的NOx治理技術是選擇性催化還原法(SCR)，但該方法需要具有較高的反應溫度(通常為200?-?400℃)，無法適用于半封閉空間內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.早在上世紀五十年代，Kircher等發現瀝青基活性炭纖維具有更好的NO常溫催化氧化性能，隨后，不同研究者相繼報道了不同種類或摻雜改性的活性炭纖維的NO常溫催化氧化性能。從這些研究中發現，該類催化材料具有較大的比表面積，較多的孔隙結構和表面官能團，主要通過對NO吸附再氧化進行反應，但是產生的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，無法滿足實際的應用需求，因此急需開發出一種活性高、穩定性好的常溫催化氧化NO催化劑，具有高效穩定性，用于半封閉空間內污染物的凈化。

有文獻表明，過渡金屬氧化物催化劑具有較好的催化氧化活性，詳細考察了Mn，Ce，Co，Fe四種過渡金屬氧化物，發現在250-350℃溫度范圍內，NO催化氧化活性順序為MnOx?>?CoOx?>?CuOx?>?FeOx,當溫度低于200℃時這四種催化劑的催化氧化活性都很低，考察了一系列過渡金屬氧化物催化劑，發現在200?℃時，Mn，Cr和Co?3種金屬氧化物具有較好的NO催化氧化活性，轉化率甚至高于50%。研究發現，300℃下，相比于CuO?，ZnO和V₂O₅催化劑，Cr₂O₃表現出了較好的NO催化氧化活性，對TiO₂擔載的Cr-Ce催化劑用于NO催化氧化反應做了詳細的研究，考察了Cr/Ce摩爾比，活性組分負載量，載體種類，焙燒溫度等因素的影響，發現Cr/Ce摩爾比為2：1，Cr₂O₃和CeO₂總負載量為載體重量的30%，350℃焙燒獲得的無定形Cr-Ce/TiO₂催化劑具有最佳的轉化率80.7%。雖然發現氧化鉻催化劑具有較好的催化氧化活性，但目前國內外尚無人報道氧化鉻催化劑在常溫下具有NO催化氧化性能,更無人報道氧化鉻擔載的錳催化劑的NO常溫催化氧化性能.?因此在本發明中，不僅考察了氧化鉻作為載體對NO常溫催化氧化性能的影響，而且詳細研究了氧化鉻擔載錳催化劑及其制備工藝對NO常溫催化氧化活性的影響。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種用于NO常溫催化氧化的氧化鉻擔載錳催化劑及其制備和應用。

一種氧化鉻擔載錳催化劑的制備方法，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載錳催化劑，鉻源和錳源為硝酸鹽。

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，在常溫攪拌，加入沉淀劑氨水，調節PH=8后，攪拌5-8小時，過濾，洗滌，60-150℃干燥12小時，100-700℃煅燒2-6小時，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載錳催化劑，具體為：

1）浸漬法：

稱取3.0克去離子水，加入硝酸錳，再加入上述獲得的氧化鉻載體5.0g，攪拌，室溫靜置12小時，放入60-150℃烘箱干燥12小時，在200-700℃焙燒2-6小時，錳的理論擔載量為載體的50%。

2）沉積沉淀法：

稱取100毫升去離子水，加入硝酸錳，再加入上述獲得的氧化鉻載體5.0g，60℃攪拌，逐滴加入沉淀劑氨水，調節PH=7-9，攪拌5小時，后過濾洗滌，放入60-150℃烘箱干燥12小時，在100-700℃焙燒2-6小時，錳的理論擔載量為載體的50%。