[發(fā)明專(zhuān)利]負(fù)載型金屬硫化物催化劑、其制備方法及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810102324.4
• 申請(qǐng)日: 2018-02-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108452812B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周繼承;彭康;徐文濤;游志敏
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J27/043
• 分類(lèi)號(hào): B01J27/043;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 長(zhǎng)沙七源專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 43214
• 代理人: 周曉艷;張文君

本發(fā)明提供一種負(fù)載型金屬硫化物催化劑，所述催化劑由活性炭載體和金屬硫化物組成，活性炭載體為椰殼活性炭，金屬硫化物為過(guò)渡金屬硫化物Me_xS_y。本發(fā)明的負(fù)載型金屬硫化物催化劑催化性能好。本發(fā)明還公開(kāi)一種上述負(fù)載型金屬硫化物催化劑的制備方法，原料溶液獲得，成本低；催化劑的制備方法精簡(jiǎn)，便于操作；所得催化劑結(jié)合了活性炭和金屬硫化物的性能，催化效果好。本發(fā)明還公開(kāi)一種上述負(fù)載型金屬硫化物催化劑的應(yīng)用，用于選擇性催化還原NO脫硝反應(yīng)，效果是：可以在較低的溫度下實(shí)現(xiàn)較好的NO脫出效果(250℃時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到99.04％)；工藝簡(jiǎn)單，工藝參數(shù)易于控制，無(wú)二次污染；椰殼活性炭利用率高；氧濃度和水汽濃度對(duì)反應(yīng)的影響可克服，實(shí)用性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氮氧化物脫除技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種負(fù)載型金屬硫化物催化劑、其制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

氮氧化物是嚴(yán)重危害人類(lèi)健康的主要污染物之一，其95％以上成分為NO。據(jù)估計(jì)，2015年我國(guó)燃煤電廠NO_x排放量將達(dá)到1310萬(wàn)噸，可見(jiàn)控制NO的排放是極為重要的。隨著人類(lèi)生活水平的不斷提高，世界各國(guó)都非常重視對(duì)含有氮氧化物排放物治理的研究、推廣和應(yīng)用。

NO的直接分解法因具有經(jīng)濟(jì)、不消耗NH₃、CO、CH₄等還原劑、不產(chǎn)生二次污染的特點(diǎn)，被認(rèn)為是最具吸引力的方法。NO分解的反應(yīng)為雖然NO直接分解為N₂和O₂在熱力學(xué)范圍內(nèi)達(dá)到99％是完全可行的，但是反應(yīng)活化能高達(dá)364kl/mol，氧氣阻礙。目前雖然關(guān)于NO的直接催化分解方面的研究報(bào)道很多，也取得了一定的進(jìn)展，但仍存在脫硝率低和明顯的氧阻抑和水汽阻礙現(xiàn)象。因此需要找到一種合適的催化劑與一種高效的能量來(lái)共同作用降低反應(yīng)的活化能，同時(shí)消除氧阻抑和水汽阻礙，使NO直接分解反應(yīng)能夠在低溫超氧和水汽條件下高效進(jìn)行。

本申請(qǐng)的發(fā)明人及其課題組一直致力于微波直接催化分解NO脫硝領(lǐng)域的研究。如申請(qǐng)人申請(qǐng)了如下專(zhuān)利。

專(zhuān)利201110451086.6提供一種微波催化選擇性還原反應(yīng)脫硝方法，所述方法包括在微波催化反應(yīng)器裝置的反應(yīng)管中填充催化劑形成微波催化反應(yīng)床，被處理氣體在通過(guò)微波催化反應(yīng)床時(shí)發(fā)生氣-固反應(yīng)進(jìn)行脫硝處理；所述催化劑是以活性炭為基，負(fù)載活性組分組成的復(fù)合型催化劑；所述負(fù)載活性組分為金屬及其氧化物或/和過(guò)渡金屬及其氧化物，負(fù)載活性組分負(fù)載量的質(zhì)量比為0.1-15％；所述復(fù)合型催化劑填充在微波催化反應(yīng)器裝置的反應(yīng)管中組成復(fù)合型微波催化反應(yīng)床，被處理氣體經(jīng)過(guò)復(fù)合型微波催化反應(yīng)床時(shí)，以復(fù)合型催化劑中的活性炭為還原劑，與氣體中的一氧化氮發(fā)生選擇催化還原反應(yīng)，將氮氧化物脫除。該發(fā)明具有轉(zhuǎn)化率高、能耗小、節(jié)能環(huán)保，運(yùn)行成本低、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。

專(zhuān)利CN201110451218.5提供一種二段微波催化反應(yīng)床脫硝方法，所述方法包括在微波催化反應(yīng)器裝置的反應(yīng)管中填充催化劑形成微波催化反應(yīng)床，被處理的氣體在通過(guò)微波催化反應(yīng)床時(shí)發(fā)生氣-固反應(yīng)進(jìn)行脫硝處理；所述微波催化反應(yīng)床為兩個(gè)獨(dú)立的相互串聯(lián)的微波催化反應(yīng)床，第一段微波催化反應(yīng)床的催化劑為Cu-HZSM-5或Mn/MgFe₂O₄催化劑；第二段微波催化反應(yīng)床的催化劑為活性炭或活性炭負(fù)載MnO、CuO或CeO-CuO、MgO-FeO_x、CeO-ZrO₂的催化劑；被處理氣體順序通過(guò)第一段和第二段微波催化反應(yīng)床，先后發(fā)生直接分解反應(yīng)和選擇性還原反應(yīng)，將氮氧化物脫除。該發(fā)明具有無(wú)二次污染、無(wú)腐蝕、轉(zhuǎn)換率高、能耗小、節(jié)能環(huán)保，而且運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。