[發明專利]一種有序介孔碳-氧化鈦復合材料催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202010217769.4
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111330563B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 陳步東;曹飛飛;王書紅
• 申請（專利權）人: 杭州楚環科技股份有限公司
• 主分類號: B01J21/18
• 分類號: B01J21/18;B01J23/22;B01J23/72;B01J35/10;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 杭州裕陽聯合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 姚宇吉

本發明公開了一種有序介孔碳?氧化鈦復合材料催化劑及其制備方法，催化劑，包括：活性組分，作為活性組分載體的具有有序結構的介孔碳?氧化鈦復合材料；催化劑的比表面積為500?1200m²/g；配方包括；表面活性劑，酸溶液，正硅酸乙酯，鈦源，活性組分前軀體，酚醛樹脂前軀體；使用這樣的配方再配合蒸發誘導自合成的方法制備得到的催化劑生產成本較低，具有統一的孔結構，抗硫性好，低溫催化活性高，熱穩定性高；并且可以通過改變組分的比例來調節孔的結構，使得催化劑具有可調控性。

技術領域

本發明涉及環境材料領域，特別是一種有序介孔碳-氧化鈦復合材料催化劑及其制備方法。

背景技術

氮氧化物是世界各國公認的主要大氣污染物之一，是誘發光化學煙霧和酸雨的重要前驅體。我國燃煤排放的氮氧化物是造成氮氧化物環境污染的主要人為來源。目前治理氮氧化物應用最多的是選擇性催化還原(SCR)技術。SCR技術可以有效地脫除煙氣中的NO_x，但是SCR煙氣脫硝技術存在著低溫下活性較低、二次污染、抗硫性差投資成本高等缺點。

碳基催化劑是一類重要的低溫SCR催化劑，在專利CN1475305A、CN102614917A、CN101417223B中都有涉及，例如專利CN1475305A公開了以釩為活性組分的碳基催化劑的重量百分比組成為：蜂窩狀活性炭(90-99.9％)和五氧化二釩(0.1～10％)，在反應溫度為150-250℃時NO轉化率達50％～100％。近年來，有序介孔碳材料因其獨特的孔結構、大比表面積等特性引起研究者的關注，例如陳田等在《功能化有序介孔碳對重金屬離子Cu(II)，Cr(VI)的選擇性吸附行為》中介紹以三嵌段共聚物F127為模板劑，酚醛樹脂為碳源，正硅酸乙酯為硅源，三組分共組裝合成介孔碳-氧化硅納米復合物，再經HF去除氧化硅，制得有序介孔碳。張雅心，張學軍在《模板劑對介孔碳孔道結構及有序性的影響》中分別以三嵌段聚合物F127、P123以及P123/F127作為模板劑，酚醛樹脂為有機碳源，采用溶劑揮發自組裝法制備有序介孔碳材料。專利ZL 201110110498.3介紹了以鈰和釩作為活性組分的有序介孔碳的制備方法和脫硝活性。然而，上述材料的熱穩定性還有待進一步提高；市場需要一種能夠克服現有介孔活性碳脫硝催化劑存在的低溫下活性差、穩定性不高缺陷的產品，本發明解決這樣的問題。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種有序介孔碳-氧化鈦復合材料催化劑及其制備方法，本發明通過蒸發誘導自合成的方法制備得到的催化劑生產成本較低，具有統一的孔結構，抗硫性好，低溫催化活性高，熱穩定性高；并且可以通過改變組分的比例來調節孔的結構，使得催化劑具有可調控性。

為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：

一種有序介孔碳-氧化鈦復合材料催化劑，包括：活性組分，作為活性組分的載體的具有有序結構的介孔碳-氧化鈦復合材料；催化劑的比表面積為500-1200m²/g；

配方包括；表面活性劑，酸溶液，正硅酸乙酯，鈦源，活性組分前軀體，酚醛樹脂前軀體；

表面活性劑：正硅酸乙酯：酚醛樹脂前軀體的乙醇溶液按照質量比為2:2.5-3:4.5-5.5，鈦源與碳的質量比范圍是5-20％；活性組分前軀體為Cu或V的氧化物，Cu氧化物的質量分數為2.0-10.0％，V氧化物的質量分數為2.0-40.0％。

前述的一種有序介孔碳-氧化鈦復合材料催化劑，酚醛樹脂前軀體的配方按照摩爾質量比包括：1苯酚：1-2NaOH：1.8-2甲醛。

前述的一種有序介孔碳-氧化鈦復合材料催化劑，活性組分前軀體包括：硝酸銅，醋酸銅，硫酸銅，乙酰丙酮氧釩，偏釩酸銨。

前述的一種有序介孔碳-氧化鈦復合材料催化劑，鈦源包括：四氯化鈦、硫酸鈦、硫酸氧鈦、二氟氧鈦、鈦酸正四丁酯、異丙醇鈦、偏鈦酸。