[發明專利]一種利用整體式電致熱金屬絲網催化劑催化氧化NO的方法

有效

• 申請號: 201710384866.0
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107159261B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 盧晗鋒;李浩;周瑛;朱秋蓮;汪俊;汪月;席康
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 33201 杭州天正專利事務所有限公司
• 代理人: 黃美娟;俞慧

一種利用整體式電致熱金屬絲網催化劑催化氧化NO的方法，所述催化劑通過如下步驟制備：(1)將金屬絲網材料置于丙酮中超聲除油，用蒸餾水沖洗干凈；再將金屬絲網置于NaOH溶液中超聲，用蒸餾水沖洗干凈；最后將金屬絲網置于HNO₃溶液中超聲除去表面的氧化物，用蒸餾水沖洗干凈后，干燥；(2)將預處理后的金屬絲網置于純氧中煅燒；(3)將Pt納米粒子溶膠分散液噴灑在煅燒后的金屬絲網上，然后干燥，再焙燒得到負載Pt或Pd納米粒子的整體式電致熱金屬絲網催化劑。本發明采用的催化劑中活性組分高度分散不易團聚且與載體結合能力強，具有貴金屬用量少、活性高、通電能自發熱的特點，使得該催化氧化NO的方法具有節能、高效、快速反應的特性。

技術領域

本發明涉及一種利用整體式電致熱金屬絲網催化劑催化氧化NO的方法。

背景技術

眾所周知，燃煤電廠、化石燃料的燃燒以及船舶都會排放出大量的大氣污染物，包括NO、NO₂、N₂O、N₂O₃、N₂O₅等多種氮氧化物(NO_X)。NO_X是造成酸雨、霧霾、光化學煙霧的主要原因，因此有關降低氮氧化物排放的技術研究已成為社會關注的熱點。

NO_X廢氣的主要成分為NO，NO較為惰性，凈化條件較為苛刻。但如果先將NO氧化為NO₂，則可以大幅提高NO_X的治理效率。如在SCR反應中，NO₂可以再很低的溫度下與還原劑快速反應，另外NO₂也非常容易被堿液吸收，通過簡單的低溫液相吸收技術，即可達到脫硝的目的。而這些技術的核心為NO的催化氧化。目前，NO氧化所用的催化劑主要有顆粒型和整體式催化劑。對于顆粒型催化劑，如中國專利(CN102274733.A)以氧化錳和氧化銅為活性組分、以二氧化鈦為載體，顯著提高了催化劑在低溫時的活性，同時也克服了催化劑因活性組分單一而容易受水蒸氣和SO₂影響的問題。但顆粒催化劑在強放熱反應中會產生“熱點”和局部高溫，催化劑容易燒結和失活，并且催化劑床層壓降高，不適合處理高空速的NO氣體。而常用的整體式催化劑以堇青石蜂窩陶瓷為載體，如中國專利(CN105126822.A)以堇青石蜂窩陶瓷為載體，擬薄水鋁石為粘結劑，將氧化錳催化劑涂覆在堇青石載體上，該整體式氧化錳催化劑制備方法較簡便，成本較低，可用于低濃度NO的催化氧化。但是蜂窩陶瓷基體存在傳質和傳熱效率不高、機械強度不高、結構調節性差等缺點。此外，對于中高溫NO的催化氧化，常需要外加熱源的方式，如：燃料燃燒加熱，電阻爐加熱等等。這種加熱方式能耗非常大，且能量利用率低。而以金屬基底為載體的催化劑則有低壓降、機械強度高、導電性能優良、高熱導率和結構可調節性等特點，因此被認為是較適宜的燃燒催化劑載體。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用整體式電致熱金屬絲網催化劑催化氧化NO的方法，該方法采用的催化劑制備方法簡單，對任意金屬結構的材料均有效，催化劑中活性組分高度分散不易團聚且與載體結合能力強，具有貴金屬用量少、活性高、通電能自發熱的特點，使得該催化氧化NO的方法具有節能、高效、快速反應的特性。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種利用整體式電致熱金屬絲網催化劑催化氧化NO的方法，所述的整體式電致熱金屬絲網催化劑通過如下步驟制備：

(1)金屬基底的表面預處理：將金屬絲網材料置于丙酮中超聲5-30min除油，用蒸餾水沖洗干凈；再將金屬絲網置于5-10wt％的NaOH溶液中超聲5-30min，用蒸餾水沖洗干凈；最后將金屬絲網置于5-10wt％的HNO₃溶液中超聲5-30min除去表面的氧化物，用蒸餾水沖洗干凈后，于60-150℃溫度下干燥0.5-5h；

(2)金屬絲表面涂層的制備：將預處理后的金屬絲網置于純氧中于800-1200℃煅燒0.5-12h；