[發明專利]一種納米棒狀鈰錳復合催化劑的制備方法

在審

• 申請號: 201710017286.8
• 申請日: 2017-01-11
• 公開（公告）號: CN106881080A
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 楊劍;田園夢;胡廣;張育新;劉清才;任山;黎江玲
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01J35/10;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 重慶大學專利中心50201
• 代理人: 王翔

技術領域

本發明涉及催化劑技術領域，具體是一種納米棒狀鈰錳復合催化劑的制備方法。

背景技術

隨著環境的日益惡化，大氣污染防治問題越來越嚴峻。對于氮氧化物的排放的控制技術中，選擇性催化還原技術是脫硝率最高、應用最多且較為成熟的脫硝技術。該技術是在特定催化劑作用下，將氮氧化物還原為氮氣和水，具有高效性及實用性，已成為煙氣脫硝領域的研究熱點。

目前，V₂O₅-WO₃/TiO₂系SCR催化劑應用最為廣泛，但它已無法滿足新的脫硝性能需求和最佳活性溫度。探索出新型煙氣脫硝技術和煙氣脫硝催化劑已迫在眉睫。

氧化鈰因其特殊的儲存和釋放氧的能力，近年來得到國內外廣泛的研究，而錳基催化劑則具有優異的低溫性能。有研究表面,錳鈰復合催化劑能夠綜合二者的優點，錳鈰之間存在一定的協同作用。具有儲氧功能的氧化鈰能夠提供氧以提高錳的氧化態，從而獲得良好穩定的催化性能。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術中，煙氣脫硝技不足、煙氣脫硝催化劑無法滿足需要等問題。

為實現本發明目的而采用的技術方案是這樣的，一種納米棒狀鈰錳復合催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)納米棒狀的氧化鈰基體制備

1.1)將CeNO₃·6H₂O溶解于去離子水中，將得到的溶液加入濃度為5～15mol/L的NaOH溶液中，攪拌，得到混合物A；

所述CeNO₃·6H₂O和去離子水的摩爾體積比(mol︰mL)范圍為(0.5～1.5)︰(5～15)；

所述CeNO₃·6H₂O和NaOH溶液的摩爾體積比(mol︰mL)范圍為(0.5～1.5)︰(25～35)；

1.2)將步驟1.1)中得到的混合物A置于聚四氟乙烯反應釜內進行反應，6～24小時后，自然冷卻至室溫，得到混合物B；

所述反應過程中：溫度為100～120℃；攪拌速率為500～1500r/min；反應釜內溶液填充量為35～40ml；

1.3)將步驟1.2)中得到的混合物B進行水洗、酒精洗滌后，干燥，得到納米棒狀氧化鈰；

2)Mn的負載

2.1)將步驟1.3)中得到的納米棒狀氧化鈰分散于去離子水中，超聲分散至均勻后，加入KMnO₄，再次超聲，3～5min后得到混合物C；

所述納米棒狀氧化鈰和去離子水的重量體積比(g︰mL)范圍為(0.02～0.03)︰(35～40)；

所述納米棒狀氧化鈰和KMnO₄的重量比為(0.02～0.03)︰(0.05～0.09)；

2.2)將步驟2.1)中得到的混合物C裝入聚四氟乙烯反應釜內進行反應，12～24小時后，自然冷卻至室溫，得到混合物D；

所述反應過程中：溫度為120～140℃；攪拌速率為500～1500r/min；反應釜內溶液填充量為35～40ml；

2.3)將步驟2.2)中得到的混合物D進行水洗、酒精洗滌后，干燥，得到納米復合催化劑。

進一步，所述步驟1.3)中：水洗、酒精洗滌的洗滌次數為各2～3次；

干燥溫度為60～80℃，干燥時間為6～12h。

進一步，所述步驟2.3)中：水洗、酒精洗滌的洗滌次數為各2～3次；

干燥溫度為60～80℃，干燥時間為6～12h。

進一步，所述步驟2.3)中得到納米復合催化劑中：氧化錳以片狀的形式生長在棒狀氧化鈰上，厚度為10～20nm。

一種如權利要求1～4所述的納米棒狀鈰錳復合催化劑。

本發明的技術效果是毋庸置疑的，本發明具有以下優點：

1)本發明提供的復合催化劑表面負載的Mn以片狀形式生長在氧化鈰基體上，增大了催化劑微觀粒徑，增大催化劑孔徑的同時增大了催化劑的比表面積，促進了催化性能的提升。

2)Mn不是以單一的MnO₂形式負載到表面，而是以具有+2、+3和+4態的MnOx存在于催化劑表面。負載后低溫催化性能得到明顯提升。

3)本發明采用復合催化劑的制備方法簡單，流程清晰、易操作、安全，制備的催化劑在25℃就具有38％的脫硝率，在280℃脫硝率可高達79.6％。

附圖說明

圖1為錳鈰復合物的SEM圖；