[發(fā)明專利]一種復(fù)合錳氧化物及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010088762.7
• 申請日: 2020-02-12
• 公開（公告）號: CN111266104B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫明;劉恒發(fā);程高;楊潤農(nóng);余林
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01D53/86;B01D53/56;B01D53/94
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 許慶勝

本發(fā)明屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合錳氧化物及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供了一種復(fù)合錳氧化物，所述復(fù)合錳氧化物包括MnOsubgt;2/subgt;納米線和MnOsubgt;2/subgt;塊；所述MnOsubgt;2/subgt;塊負載于所述MnOsubgt;2/subgt;納米線上，所述MnOsubgt;2/subgt;納米線和所述MnOsubgt;2/subgt;塊的晶型結(jié)構(gòu)均為α相。實驗結(jié)果表明，本發(fā)明復(fù)合錳氧化物在催化NOsubgt;x/subgt;模擬廢氣中，催化轉(zhuǎn)化率為90％所對應(yīng)的溫度窗口為94～332℃，窗口寬度為238℃，在低溫下即可實現(xiàn)對NO的高效催化轉(zhuǎn)化，工作溫度遠遠低于商業(yè)催化劑。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合錳氧化物及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

氮氧化合物(NO_x)是空氣的主要污染物之一，能夠引發(fā)酸雨和霧霾，對環(huán)境影響重大。NO_x的來源包括固定源和移動源，固定源以火力發(fā)電廠為主，還包括鋼鐵、有色、建材、玻璃、水泥等廠的煙氣，移動源是汽車尾氣。

目前，NH₃-SCR技術(shù)是有效的控制NO_x尾氣排放的技術(shù)，該技術(shù)的核心在于脫硝催化劑。目前，商業(yè)催化劑以貴金屬催化劑為主，但是貴金屬存在成本高，操作窗口窄等缺陷。所以，非貴金屬脫硝催化劑的研發(fā)和應(yīng)用成為當(dāng)前研究的熱點之一，非貴金屬催化劑中，V₂O₅/TiO₂催化劑也已工業(yè)化，但其工作窗口較高，在300～400℃之間。因此，開發(fā)在低溫段具有良好脫硝活性的SCR催化劑成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種復(fù)合錳氧化物及其制備方法和應(yīng)用，該復(fù)合錳氧化物作為脫硝催化劑，在低溫下即可實現(xiàn)對NO的高效催化轉(zhuǎn)化。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種復(fù)合錳氧化物，所述復(fù)合錳氧化物包括MnO₂納米線和MnO₂塊；

所述MnO₂塊負載于所述MnO₂納米線上，所述MnO₂納米線和所述MnO₂塊的晶型結(jié)構(gòu)均為α相。

實驗結(jié)果表明，本發(fā)明復(fù)合錳氧化物在催化NOx模擬廢氣中，催化轉(zhuǎn)化率為90％所對應(yīng)的溫度窗口為94～332℃，窗口寬度為238℃，在低溫下即可實現(xiàn)對NO的高效催化轉(zhuǎn)化，工作溫度遠遠低于商業(yè)催化劑。

優(yōu)選的，所述MnO₂納米線貫穿所述MnO₂塊；

MnO₂塊為MnO₂立方體。

優(yōu)選的，所述MnO₂納米線和所述MnO₂塊的質(zhì)量比為1：(0.25～1.65)。

本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述復(fù)合錳氧化物的制備方法，包括以下步驟：

a)將α-MnO₂納米線、錳鹽和硫酸銨混合于乙醇和水的混合溶液后，加入碳酸氫鈉，進行反應(yīng)，得到前驅(qū)體；

b)將所述前驅(qū)體在含氧氣氛下焙燒，得到所述復(fù)合錳氧化物。

本發(fā)明復(fù)合錳氧化物的制備方法具有成本低廉、生產(chǎn)簡單和易于工業(yè)化的優(yōu)點，制得的復(fù)合錳氧化物工作窗口寬，實驗結(jié)果表明，該復(fù)合錳氧化物用于NO_x模擬廢氣的處理，表現(xiàn)出良好的低溫脫硝性能。

優(yōu)選的，步驟a)所述錳鹽選自硫酸錳、硝酸錳和醋酸錳中的一種或多種；

所述乙醇和水的混合溶液中乙醇和水的體積比值為0.05～0.15。