[發明專利]一種片狀二氧化錳及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010088732.6
• 申請日: 2020-02-12
• 公開（公告）號: CN111268735B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 孫明;劉恒發;楊潤農;程高;余林
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C01G45/02
• 分類號: C01G45/02;B01D53/94;B01D53/56;B01J23/34
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 許慶勝

本發明屬于催化劑技術領域，尤其涉及一種片狀二氧化錳及其制備方法和應用。本發明提供了一種片狀二氧化錳，所述片狀二氧化錳的晶型結構為β相。本發明中，片狀二氧化錳的晶型結構為β相，實驗結果表明，該片狀二氧化錳用于模擬汽車尾氣的凈化處理，作為汽車尾氣凈化用催化劑，表現出良好的催化性能，在150～400℃對NO有高效的催化轉化，在低溫段和中高溫段都具有良好的脫硝活性。

技術領域

本發明屬于催化劑技術領域，尤其涉及一種片狀二氧化錳及其制備方法和應用。

背景技術

近年來,大氣污染已成為當前環境面臨的重要問題，其中氮氧化物(NOx)是大氣污染的重要組成之一，是引起酸雨，光化學煙霧等現象的罪魁禍首，對環境和人體健康危害重大，控制大氣中氮氧化物的含量已成為環保部門的工作重點。

選擇性催化還原(selective catalytic reduction，SCR)是以NH₃為還原劑，選擇性地將NOx還原成N₂和H₂O的脫硝技術，是目前脫硝最為經濟和高效的手段。目前應用廣泛的SCR催化劑是V₂O₅/TiO₂系催化劑，但是，其活性溫窗是300℃～400℃，在低溫段的活性和選擇性不高，大大限制了其應用。例如在工業廢氣或汽車尾氣中除了NOx外，一般還含有大量的粉塵或硫化物，脫硝裝置一般設置在除塵和脫硫裝置之后，以避免粉塵顆粒堵塞催化劑孔道和硫化物對催化劑的毒害作用，而經過除塵脫硫后的尾氣溫度一般低于300℃。因此，開發在低溫段和中高溫段都具有良好脫硝活性的SCR催化劑成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種片狀二氧化錳及其制備方法和應用，該片狀二氧化錳可作為SCR催化劑，在低溫段和中高溫段都具有良好脫硝活性。

本發明的具體技術方案如下：

一種片狀二氧化錳，所述片狀二氧化錳的晶型結構為β相。

本發明中，片狀二氧化錳的晶型結構為β相，實驗結果表明，該片狀二氧化錳用于模擬汽車尾氣的凈化處理，作為汽車尾氣凈化用催化劑，表現出良好的催化性能，在150～400℃對NO有高效的催化轉化，在低溫段和中高溫段都具有良好的脫硝活性。

本發明還提供了一種片狀二氧化錳的制備方法，包括以下步驟：

a)將過硫酸銨溶于氫氧化鈉溶液和/或氫氧化鉀溶液后，在攪拌條件下加入錳鹽，進行反應，得到前驅體；

b)對所述前驅體進行煅燒，得到晶型結構為β相的片狀二氧化錳。

本發明片狀二氧化錳的制備方法采用前驅體煅燒轉化的方法，制備過程操作簡單，重復性好，無需添加模板劑和表面活性劑，且在保持形貌不變的基礎上實現了晶型的轉變，成功制備得到晶型結構為β相的片狀二氧化錳，實驗結果表明，該片狀二氧化錳用于模擬汽車尾氣的凈化處理，作為汽車尾氣凈化用催化劑，表現出良好的催化性能，在150～400℃對NO有高效的催化轉化，在低溫段和中高溫段都具有良好的脫硝活性。

優選的，步驟a)所述錳鹽選自硝酸錳、硫酸錳或醋酸錳，更優選為硝酸錳；

所述錳鹽與所述過硫酸銨的摩爾比為1：(1～2)；

所述氫氧化鈉溶液和/或氫氧化鉀溶液的濃度為0.08M～0.15M。

優選的，步驟a)所述反應的溫度為0℃～30℃，更優選為25℃；

所述反應的時間為15min～60min。

本發明中，步驟a)攪拌可為磁力攪拌，加入錳鹽具體為逐滴加入錳鹽溶液。

優選的，步驟b)所述煅燒的溫度為300℃～400℃；

所述煅燒的時間為2h～5h；