[發(fā)明專利]一種選擇性催化還原NO的貴金屬負載MnO2催化劑及其制備方法

在審

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• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109499569A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊春暉;高鐘玥;雷作濤
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: B01J23/656
• 分類號: B01J23/656;B01J23/68;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 哈爾濱市文洋專利代理事務(wù)所(普通合伙) 23210
• 代理人: 王艷萍

一種選擇性催化還原NO的貴金屬負載MnO₂催化劑及其制備方法，本發(fā)明涉及催化還原NO的催化劑及其制備方法。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的金屬氧化物催化劑工作溫區(qū)窄導(dǎo)致脫除NO_x的效果差、貴金屬成本高和使用條件苛刻的技術(shù)問題。本發(fā)明的選擇性催化還原NO的貴金屬負載MnO₂催化劑是納米管狀MnO₂的表面負載納米貴金屬顆粒，其中貴金屬為Pt、Pd或Au。制法：在高錳酸鉀溶液中加入鹽酸，然后水熱法合成納米管狀MnO₂；再向MnO₂滴加貴金屬酸，然后在流動空氣的管式爐中煅燒，得到催化劑。該催化劑的活性溫區(qū)是230～700℃，價格低廉。可用于NO_x處理領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及催化還原NO的催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，我國空氣污染事件頻發(fā)，大氣中的NO_x可造成酸雨、光化學煙霧等，也是形成區(qū)域細粒子危害和霧霾的重要原因。氮氧化物不僅會破壞植物、建筑物也會對人的健康造成嚴重傷害。NO_x主要包括NO、NO₂和N₂O，其中，NO占NO_x排放量90％以上。其主要來源于工業(yè)鍋爐、火電廠、燃煤電廠等為主的固定源和機動車尾氣為主的移動源。隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，汽車保有量的快速增加，汽車尾氣排放量包括NO_x排放量也快速上升。汽車尾氣污染問題日益嚴重，大氣污染治理的形勢愈發(fā)嚴峻。為有效遏制大氣環(huán)境和空氣質(zhì)量不斷惡化的勢頭，我國也制定了更為嚴格的NO_x排放標準，如何有效脫除氮氧化物的排放已經(jīng)成為了現(xiàn)在主流的研究課題。

現(xiàn)有的NO_x的消除方法有NO直接分解技術(shù)、氮氧化物存儲還原技術(shù)、選擇性催化還原技術(shù)、選擇性非催化還原技術(shù)。其中選擇性催化還原技術(shù)被認為是最有前景的NO_x消除方法之一。選擇性催化還原技術(shù)的原理是還原劑在催化劑的作用下與NO_x發(fā)生反應(yīng)，使NO_x轉(zhuǎn)化為N₂，實現(xiàn)NO_x的凈化。常見選擇性催化還原技術(shù)的催化劑有：金屬氧化物催化劑、貴金屬催化劑。現(xiàn)在商業(yè)使用的金屬氧化物催化劑是V₂O₅-WO₃/TiO₂，V₂O₅-WO₃/TiO₂催化劑，它們必須安裝逆流微粒控制器和煙氣脫硫裝置才能滿足最適宜的工作溫度要求(350-400℃)，由于工作溫區(qū)窄，不能徹底脫除NO_x，同時V₂O₅具有高毒性，會對人體和環(huán)境造成污染。歐洲使用的貴金屬三元催化劑是將Pd、Pt、Rh活性組分負載在高比表面積Al₂O₃上，但使用純貴金屬催化劑成本高，同時必須精確空燃比才能達到較好的處理效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的金屬氧化物催化劑工作溫區(qū)窄導(dǎo)致脫除NO_x的效果差、貴金屬成本高和使用條件苛刻的技術(shù)問題，而提供一種選擇性催化還原NO的貴金屬負載MnO₂催化劑及其制備方法。

本發(fā)明的選擇性催化還原NO的貴金屬負載MnO₂催化劑是納米管狀MnO₂的表面負載納米貴金屬顆粒，其中貴金屬為Pt、Pd或Au，貴金屬的負載量按質(zhì)量百分比為0.1％～1.5％。

上述的選擇性催化還原NO的貴金屬負載MnO₂催化劑的制備方法，按以下步驟進行：

一、將高錳酸鉀加入水中，攪拌溶解，得到高錳酸鉀溶液；

二、向高錳酸鉀溶液加入鹽酸，常溫攪拌均勻，得到前驅(qū)液；