[發明專利]一種低溫吸附NOx有序介孔CMK-3負載Ba/Rh或K/Mo吸附劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201910332207.1
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN110013829B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 葉青;武潤平
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/32;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

一種低溫吸附NOx有序介孔CMK?3負載Ba/Rh或K/Mo吸附劑及其制備方法屬于材料制備、環境凈化和煙氣處理技術領域。使用硬模板法，以蔗糖作為炭源，SBA?15為模板制備有序介孔CMK?3載體，并通過原位法將Ba和Rh(或K和Mo)有效地負載在有序介孔CMK?3吸附劑上。包括以下步驟：1)采用水熱合成法制備模板劑SBA?15；2)以SBA?15為模板，制備載體材料CMK?3；3)采用浸漬法將Ba和Rh(或K和Mo)負載于CMK?3制備CMK?3負載Ba/Rh(或K/Mo)吸附劑。所制得吸附劑能夠在較低溫下，高效地消除NOx氣體。本發明具有能耗低、操作簡便、反應條件溫和、以及可減少二次污染等優點，在燃煤電站，鋼鐵廠及硝酸廠等尾氣NOx凈化方面具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及大氣污染物治理領域，具體涉及有序介孔炭吸附去除氮氧化物(NOx)的吸附劑制備，本發明提供了一種高比表面積、結構高度有序的介孔CMK-3負載Ba/Rh或K/Mo復合吸附劑及其制備方法，并將其應用于吸附氮氧化物。

背景技術

近些年來，我國經濟發展迅速，工業化進程逐步加深，隨之帶來了嚴重的環境污染問題，特別是霧霾天頻現使人們對環保的關注度日益提升。相較于二氧化硫(SO₂)，氮氧化物(NOx)自上世紀80年代以來，才逐漸受到關注。目前，我國氮氧化物排放總量為世界第一，2013年達到了2227.4萬噸，并預測將在2020年超過3000萬噸。工業排放占到了NOx總量的70％以上，主要由煤炭燃燒產生。而煤炭作為我國最為主要的一次能源，在發電、供暖及工業領域的動力設備以及部分地區的日常生活中，占有很大的比例。近年來，隨著我國電力需求大幅增長，煤炭的消耗量也急劇上升，NOx排放總量也不斷擴大。因此氮氧化物的減排受到了人們極大的關注。

碳材料吸附法操作簡單，是控制低濃度NO排放的有效方法之一。為了提高其吸附性能，制備了一系列碳質材料，如活性炭(AC)、活性炭纖維(ACF)、單壁碳納米管(CNT)和石墨烯(GR)。有序介孔碳(OMC)是一種具有高比表面積和大孔道的新型碳質材料。與AC相比，OMC具有可調和均勻的中孔結構，在傳質和內表面方面具有獨特的性能，將其用于NOx的吸附，展現了很好的性能。

本項目的實施得到國家自然科學基金(編號：21277008)、國家自然科學基金(編號：20777005)和國家重點研究開發計劃(編號：2017YFC0209905)的資助。

發明內容

本發明提供了一種高比表面積、結構高度有序的介孔CMK-3負載Ba/Rh復合吸附劑。用在含NO(500ppm)和O₂(5％)的N₂的吸附中，得到了很好的去除效果，NO在常溫下的吸附量可以達到106.8mg/g，遠遠大于其他材料的吸附能力。此外，本發明所提供的吸附劑具有很好的重復利用性能，在0–400℃會迅速釋放其吸附的NOx，再生利用率為97.4％，所有這些性能將會有巨大的應用價值。

為了達到上述目的本發明采用了如下的技術方案：

一種低溫吸附NOx有序介孔CMK-3負載Ba/Rh吸附劑是由堿金屬Ba、稀土元素Rh和有序介孔CMK-3載體組成。

一種低溫吸附NOx有序介孔CMK-3負載Ba/Rh吸附劑中的載體介孔CMK-3的作用是吸附NOx，同時為堿土金屬提供基體，使Ba/Rh分散均勻，提高利用率。

一種低溫吸附NOx有序介孔CMK-3負載Ba/Rh吸附劑中負載的堿土金屬Ba的作用是提供更多的堿性位點，使NOx更容易被吸附。

一種低溫吸附NOx有序介孔CMK-3負載Ba/Rh吸附劑中Ba負載的量與載體介孔CMK-3的摩爾比例為：0.01/100–1/100。

一種低溫吸附NOx有序介孔CMK-3負載Ba/Rh吸附劑中負載的稀土元素Rh的作用是促進堿性位點的活性，使NOx更容易被吸附。