[發明專利]用于處理氮氧化物污染氣體的催化劑的制備方法和處理氮氧化物污染氣體的方法

有效

• 申請號: 201510613215.5
• 申請日: 2015-09-24
• 公開（公告）號: CN105344358B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 張佳;劉露;李曉曼;魏鳳;劉齊珍;錢光人;周吉峙
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01D53/86;B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙)31205
• 代理人: 顧勇華

技術領域

本發明涉及一種廢物基催化劑的制備方法及利用此所制備的催化劑處理污染氣體的方法，特別是涉及一種復合催化劑的制備方法及利用此所制備的催化劑處理污染氣體的方法，應用于高效催化劑制備和廢棄物資源化利用技術領域。

背景技術

氮氧化物NO_x是大氣環境中的主要污染物，其主要來源有燃料燃燒產生的煙道氣、機動車尾氣及工業過程產生的廢氣。NO_x主要包括NO、N₂O、NO₂、N₂O₄等化合物，對環境和人體均有毒害作用。例如，氮氧化物與碳氫化合物結合生成的光化學煙霧具有致癌作用，與水結合生成硝酸和亞硝酸等隨雨水到達地面形成酸雨等等。“十二五”期間，氮氧化物排放首次被列入約束性指標體系，要求指出，到2015年，全國氮氧化物排放總量較2010年需減少10%。因而，減排問題迫在眉睫。目前，利用釩系催化劑催化去除NO_x污染氣體是工業上廣泛使用的處理技術，但其具有成本高、催化反應溫度高的缺點。因此，尋找一種經濟、高效的NO_x催化劑成為減少NO_x排放量、防治其污染問題的可循之路。

富錳渣是高爐冶煉錳鐵合金或硅錳合金時所排放的高溫熔體，經水淬急冷形成的顆粒狀的一種廢渣，主要分布于廣西、湖南、遼寧、貴州等省區。富錳渣的形成過程與高爐礦渣的形成過程類似，且其主要的化學成分與水泥熟料組成類似。因此，富錳渣能夠用作水泥混合材和混凝土的摻合料，或進行回爐冶煉，用作生產錳硅合金、錳鐵合金的原料。但是目前，國內對于錳渣的利用方式較為單一，錳渣的利用率、利用附加值仍較低，僅約30%用于建筑基礎填埋、水泥、混凝土和回爐冶煉，而約70%均以露天堆積的形式存放。露天堆積占用土地資源，且可溶性Mn²⁺和Mn³⁺的析出將導致地下水、土壤污染，影響植物生長繁殖和人體神經系統健康。錳渣的大量堆積導致的土地資源和生態環境問題日益突出。因此，急需尋找合適的資源化利用方法使富錳渣得到高附加值的利用。

電鍍廢水是指電鍍生產過程中產生的廢水，屬于危險廢棄物，其中主要的污染物為各種重金屬離子，常見的有Cr、Cu、Ni、Zn、Pb、Cd、Hg、Fe、Mn、Sn、Au、Ag 等。這些污染物本身或其衍生化合物在一定條件下會對生物都產生毒害作用，很多甚至是三致物質。目前，廣泛應用的電鍍廢水處理技術是化學沉淀法。化學沉淀法是使廢水中呈溶解狀態的金屬轉變為不溶于水的化合物的處理方法，是一種成熟實用的處理技術，成本低且便于管理，處理后廢水能達到排放標準。但是，化學沉淀法會產生大量的二次污染物——電鍍污泥，使各種金屬離子更加富集，處理難度更大。因此，尋找合適的電鍍廢水安全處置及資源化利用方法極為重要。

發明內容

為了解決現有技術問題，本發明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種利用富錳渣及電鍍廢水制備二氧化硅負載多金屬氧化物復合催化劑，并應用于氮氧化物污染氣體控制的方法，以工業廢棄物富錳渣和電鍍廢水為原料，用以制備高效催化劑在低溫下去除NO_x污染氣體，實現資源化利用富錳渣及電鍍廢水，實現多用途、高效金屬氧化物催化劑的制備的廢棄物資源化高附加值利用，緩解環境污染緊張狀況。

為達到上述發明創造目的，采用下述技術方案：

一種用于處理氮氧化物污染氣體的催化劑的制備方法，步驟如下：

a．采用原料一為含有錳、鐵、鋁、硅及鈣的錳渣，其中錳含量和硅含量均分別為20-30%，鋁含量為8-20%，鐵含量為3-10%，鈣含量低于5%；采用原料二為總金屬含量大于3500ppm的電鍍廢水，電鍍廢水中的鉻含量大于3000ppm，鋅含量大于200ppm；

b．氨水活化過程：對在所述步驟a中采用的原料一進行活化處理，將原料一投加至質量分數為5-10%的氨水溶液中攪拌2-3小時后進行固液分離，將固體水洗去除可溶性離子之后烘干，即得到活化后的錳渣；

c．按照在所述步驟a中采用的原料二電鍍廢水中的總金屬含量與經所述步驟b活化制備的錳渣中的總金屬含量的摩爾比例為1:1~1:5的比例，將活化后錳渣與原料二電鍍廢水進行混合，120℃微波加熱30min，取出后靜置冷卻，得到混合物；

d. 將在所述步驟c中制備的混合物進行攪拌，并加入5-10%的氨水溶液，使pH值控制在8-9范圍內，充分攪拌1-2h后，進行固液分離并烘干，得到混合沉淀物；