[發明專利]整體式氧化鉻一氧化氮凈化催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010146046.X
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111203228B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 崔大祥;趙昆峰;孫瑞濤;童琴;蔡婷;袁靜
• 申請（專利權）人: 上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: B01J23/86
• 分類號: B01J23/86;B01J37/34;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司 31208
• 代理人: 董梅

本發明公布了一種整體式氧化鉻一氧化氮凈化催化劑及其制備方法和應用，采用電化學沉積法將氧化鉻原位生長在整體式泡沫鎳載體上，原位產生氧化鉻與泡沫鎳之間的強相互作用。該強相互作用增強了二者之前的協同作用，提高催化劑活性；同時降低了脫落率，提高催化劑的穩定性。氨水調變前驅體溶液酸堿性改變氧化鉻表界面物理化學性質，可進一步優化整體式氧化鉻一氧化氮催化劑的催化性能。本專利所得整體式氧化鉻一氧化氮催化劑具有脫落率低、活性高、穩定性好等特點。該制備方法簡單，易于規模化生產，具有很好的應用前景。

技術領域

本發明涉及整體式催化劑制備方法，具體涉及一種整體式氧化鉻一氧化氮凈化催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

氮氧化物可形成酸雨、酸霧；與碳氫化合物形成光化學煙霧；參與破壞臭氧層等，對生態環境和人類健康造成極大的危害。盡管目前NOx工業排放治理已經取得了一定的成效。但環境空氣中的低濃度NOx治理依然缺乏有效手段。NOx中的主要成分為 NO，約占90-95%。氧化吸收，即將NO部分氧化得到NO₂占比為50-60% 的NOx 氣體，然后與堿吸收結合可大大提高NOx凈化效率。

根據文獻報道，已經研發出大量的低濃度NO常溫常壓高效氧化的納米粉末材料。然而，在實際應用中，床層壓阻高、催化劑易流失等缺點，限制了粉末凈化材料的應用。整體式催化劑因其傳熱傳質快、壓力降低、機械性能好等方面的優勢而被廣泛應用。因此，如何在不損失性能的前提下，將粉末材料制備成整體式成為人們應用材料在實際的空氣治理領域內必須解決的問題之一。

整體式催化劑成型的常規方法是擠壓成型、浸漬、涂敷，但是這些方法都有一些局限性。首先擠壓成型制備過程中漿料中溶劑和粘合劑較多，因此坯體在干燥和燒成時收縮較大，性能受到影響。浸漬和涂敷制備通常需要涂敷活性涂層，為了達到目標擔載量，往往需要多次涂敷，制備工藝復雜耗時。且上述方法均為非原位方法，活性組分與載體作用力較弱，高溫焙燒雖然增加了二者作用力，但同時也導致活性組分團聚而性能下降。所以亟待開發一種簡單易行、方便可靠的整體式催化劑成型方法。

發明內容

針對目前整體式催化劑成型的上述缺點，本發明目的在于提供了一種整體式氧化鉻一氧化氮凈化催化劑。

本發明的再一目的在于：提供一種上述整體式氧化鉻一氧化氮凈化催化劑產品的制備方法。

本發明的又一目的在于：提供一種上述產品的應用。

本發明目的通過下述方案實現：一種整體式氧化鉻一氧化氮凈化催化劑，其特征在于利用電化學沉積方法，在整體式泡沫鎳基底上原位生長活性組分氧化鉻，制備整體式催化劑。

本發明提供一種整體式氧化鉻一氧化氮凈化催化劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

第一步，將泡沫鎳裁剪成1cm×3cm的長方形；

第二步，將氨水和去離子水按體積比1:9比例混合，配制稀氨水溶液；

第三步，將一定量的鉻源溶于去離子水，逐滴加入第二步中的稀氨水溶液配制鉻前驅體溶液；

第四步，取40ml鉻前驅體溶液置于一個小燒杯中，并將泡沫鎳片夾在電化學工作站的工作電極上，將鉑電極和甘汞電極分別接上電化學工作站的對電極和參比電極；

第五步，將泡沫鎳片、鉑電極和甘汞電極同時浸入裝有鉻前驅體溶液的小燒杯中，調節恒壓電沉積程序，設置沉積電壓和相應沉積時間，開始沉積；

第六步，沉積完成后將負載有活性物質的泡沫鎳小片取下，置于玻璃皿內并在50℃鼓風干燥箱中，烘干；

第七步，將烘干后的整體式催化劑放置于馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為300℃，焙燒時間為4h，升溫速率為2℃/min，即得整體式氧化鉻一氧化氮凈化催化劑。