CN101693192A - 一种高吸附容量的氮氧化物吸附剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种高吸附容量的氮氧化物吸附剂的制备方法，属于材料制备及废气处理技术领域。该方法是采用锰元素(或钴元素)和铈元素为主要催化氧化组分，活性炭为NOx吸收组分，通过浸渍法得到负载锰元素(或钴元素)和铈元素的活性炭材料，再经惰气下灼烧得到可以在低温下有效氧化NO为NO2并加以吸收的吸附材料，其NOx吸附容量(以NO2计)可达30mg/g以上，在烧结烟气脱硝操作中具有较好的应用前景。

Description

一种高吸附容量的氮氧化物吸附剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高吸附容量的氮氧化物吸附剂的制备方法，属于材料制备及废气处理技术领域。
背景技术
燃煤电厂锅炉、钢铁企业烧结机等固定源造成的氮氧化物(NOx，包括NO和NO2)排放已成为我国最主要的大气污染源之一。我国是世界最大钢铁生产国，钢铁烧结烟气NOx排放约占NOx总排量10％，尚未采用脱硝处理，已严重威胁生态环境，阻碍经济、社会可持续发展。另外燃煤锅炉烟气的NOx污染控制一直是人们关注的热点，目前已发展了选择性非催化还原(SNCR)和选择性催化还原(SCR)等脱硝技术用于控制NOx排放(热力发电，2006，35(11)：59-60，64；电力环境保护，2006，22(6)：37-39)，并已有相对成熟的技术投入使用。然而对于废气温度较低的场合，则很难直接采用SNCR或SCR技术加以处理，因为SNCR方法的窗口温度大于800℃，而一般SCR方法的窗口温度也高于300℃；因此常见的SNCR和SCR催化体系不能有效发挥作用。
Pt催化剂一直被认为是NOx氧化的最佳催化剂，目前常见的NOx吸附剂都是Pt和碱金属(碱土金属)的复合物，其中Pt完成NO的氧化，而碱金属(碱土金属)则用来吸收所产生的NO2，然而Pt组分价格昂贵，应用受到限制。我国稀土元素的储量非常丰富，因此利用相对廉价的稀土为催化活性组分制备NOx的氧化吸收催化剂的研究很有意义。采用稀土元素作为NOx氧化吸收催化剂的研究已经开展多年，虽然稀土元素(例如Ce和La)等具有一定的催化氧化能力，而且也能够对NOx进行存储和吸收，但该类材料对NOx的吸附容量太低。Machida(Chem.Mater.2000，12，3158-3164)报道了MnOx-CeO2二元杂化材料的NOx氧化和吸附能力，发现其最优样品的NOx吸附量只有0.2mmol/g催化剂，以NO2计其吸附容量仅为9.2mgNOx/g催化剂，因此该类材料的工业应用前景比较渺茫。当将碱金属或碱土金属元素引入以提高材料的NOx吸附能力的时候，其中的稀土元素会因为碱金属或碱土金属元素的毒化作用而丧失催化氧化能力，这导致稀土类材料无法兼顾其催化氧化能力和高的NOx吸附容量。基于上述原因，目前仍然没有能付诸应用的稀土类NOx吸附材料问世，同时，利用稀土元素为活性组分且具有高吸附容量的NOx吸附剂已经成为该领域目前的难点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有稀土类NOx阱催化剂吸附容量太低的缺点，从而制备一种能有效吸附低温废气中NOx的吸附剂，为脱除例如烧结烟气这种低温废气中的NOx提供一种新方法。
本发明的目的是通过如下的技术方案实现的：一种高吸附容量的氮氧化物吸附剂的制备方法，其特征在于该方法包括如下的步骤：
1)活性炭载体的预处理：将活性炭分散在0.1M～10M的硝酸溶液中，液体固体质量比为1∶1～1∶100，搅拌和回流下加热至40～90℃，氧化5～20hr后过滤洗涤并空气中烘干至恒重；
2)金属元素负载：将可溶性铈盐和可溶性过渡金属盐溶于溶剂中，溶剂可以是水、丙酮、乙醇当中任意一种或任意几种的混合物，其中铈元素和过渡金属元素的摩尔比例在9∶1～5∶5之间，将步骤1)所制备的活性炭投入含有可溶性铈盐和可溶性过渡金属盐的溶液中，在搅拌下加热，使溶剂在溶剂自身沸点下逐渐挥发至干，再于氮气、氦气、氩气当中的任意一种或任意几种的混合物气体气氛中300～600℃下灼烧2～6hr，得到以活性炭为载体的高吸附容量的氮氧化物吸附剂。
本发明的技术特征还在于：所述方法中的活性炭可以是煤质活性炭、木质活性炭、沥青基活性炭、活性炭纤维、酚醛树脂基活性炭、果壳活性炭、椰壳活性炭当中的任意一种或几种的混合物；所述方法中的可溶性铈盐可以是硝酸铈(III)，硫酸铈(III)，氯化铈(III)当中的任意一种或任意几种的混合物；所述方法中可溶性过渡金属盐可以是硝酸锰(II)、氯化锰(II)、醋酸锰(II)、硫酸锰(II)、硝酸钴(II)、氯化钴(II)、醋酸钴(II)、硫酸钴(II)当中的任意一种或任意几种的混合物；所述方法中铈元素和过渡金属元素的摩尔比为8∶2～6∶4；所述方法中铈元素和过渡金属元素的负载量为0.005mol～0.03mol(铈元素+过渡金属元素)/10g活性炭；所述方法中的材料在惰性气体下的煅烧温度为350～450℃。
本方法可以得到的催化剂具有以下特点：(1)适当配比的铈和过渡金属配合可以有效的将NO氧化为NO2，使NOx的吸收成为可能；(2)活性炭载体经过在惰性气体下的灼烧，表面的碱性基团数量大大增多，明显提高了对NOx的吸附容量(＞30mg/g，以NO2计)。
具体实施方式
本发明提供的一种高吸附容量的氮氧化物吸附剂的制备方法，其特征在于该方法包括如下的步骤：
1)活性炭载体的预处理：将活性炭分散在0.1M～10M的硝酸溶液中，液体固体质量比为1∶1～1∶100，搅拌和回流下加热至40～90℃，氧化5～20hr后过滤洗涤并空气中烘干至恒重；
2)金属元素负载：将可溶性铈盐和可溶性过渡金属盐溶于溶剂中，溶剂可以是水、丙酮、乙醇当中任意一种或任意几种的混合物，其中铈元素和过渡金属元素的摩尔比例在9∶1～5∶5之间，将步骤1)所制备的活性炭投入含有可溶性铈盐和可溶性过渡金属盐的溶液中，在搅拌下加热，使溶剂在溶剂自身沸点下逐渐挥发至干，再于氮气、氦气、氩气当中的任意一种或任意几种的混合物气体气氛中300～600℃下灼烧2～6hr，得到以活性炭为载体的高吸附容量的氮氧化物吸附剂。
本发明的技术特征还在于：所述方法中的活性炭可以是煤质活性炭、木质活性炭、沥青基活性炭、活性炭纤维、酚醛树脂基活性炭、果壳活性炭、椰壳活性炭当中的任意一种或几种的混合物；所述方法中的可溶性铈盐可以是硝酸铈(III)，硫酸铈(III)，氯化铈(III)当中的任意一种或任意几种的混合物；所述方法中可溶性过渡金属盐可以是硝酸锰(II)、氯化锰(II)、醋酸锰(II)、硫酸锰(II)、硝酸钴(II)、氯化钴(II)、醋酸钴(II)、硫酸钴(II)当中的任意一种或任意几种的混合物；所述方法中铈元素和过渡金属元素的摩尔比为8∶2～6∶4；所述方法中铈元素和过渡金属元素的负载量为0.005mol～0.03mol(铈元素+过渡金属元素)/10g活性炭；所述方法中的材料在惰性气体下的煅烧温度为350～450℃。
下面举出几个具体实施例，以进一步理解本发明。
实施例1：
将2000g活性炭加入200kg的0.1M的硝酸中，搅拌和回流下于90℃氧化20hr，将活性炭滤出后充分洗涤并于空气中烘干至恒重；将0.1mol硝酸钴(II)和0.9mol硝酸铈(III)溶解于500mL乙醇中，并加入上述活性炭，搅拌下加热到90℃使之挥发至干，再于马弗炉中300℃氮气气氛下灼烧6小时，得到能够在低温下催化氧化并吸收氮氧化物的吸附材料。
实施例2：
将333.33g活性炭加入333.33g的10M的硝酸中，搅拌和回流下于40℃氧化5hr，将活性炭滤出后充分洗涤并于空气中烘干至恒重；将0.4mol硝酸锰(II)和0.6mol硝酸铈(III)溶解于200mL丙酮中，并加入上述活性炭，搅拌下加热到70℃使之挥发至干，再于马弗炉中600℃氮气气氛下灼烧2小时，得到能够在低温下催化氧化并吸收氮氧化物的吸附材料。
实施例3：
将500g活性炭加入1000g的5M的硝酸中，搅拌和回流下于80℃氧化10hr，将活性炭滤出后充分洗涤并于空气中烘干至恒重；将0.25mol醋酸锰(II)和0.75mol醋酸铈(III)溶解于200mL去离子水中，并加入上述活性炭，搅拌下加热到100℃使之挥发至干，再于马弗炉中400℃氩气气氛下灼烧4小时，得到能够在低温下催化氧化并吸收氮氧化物的吸附材料。
实施例4：
将100g活性炭加入1000g的2M的硝酸中，搅拌和回流下于70℃氧化15hr，将活性炭滤出后充分洗涤并于空气中烘干至恒重；将0.02mol氯化锰(II)和0.08mol硫酸铈(III)溶解于100mL去离子水中，并加入上述活性炭，搅拌下加热到100℃使之挥发至干，再于马弗炉中600℃氦气气氛下灼烧6小时，得到能够在低温下催化氧化并吸收氮氧化物的吸附材料。
实施例5：
将100g活性炭加入500g的5M的硝酸中，搅拌和回流下于90℃氧化20hr，将活性炭滤出后充分洗涤并于空气中烘干至恒重；将0.04mol硫酸钴(II)和0.06mol氯化铈(III)溶解于200mL去离子水中，并加入上述活性炭，搅拌下加热到100℃使之挥发至干，再于马弗炉中600℃氮气气氛下灼烧6小时，得到能够在低温下催化氧化并吸收氮氧化物的吸附材料。
实施例6：
将200g活性炭加入500g的5M的硝酸中，搅拌和回流下于90℃氧化20hr，将活性炭滤出后充分洗涤并于空气中烘干至恒重；将0.03mol硝酸钴(II)和0.07mol硝酸铈(III)溶解于250mL甲醇中，并加入上述活性炭，搅拌下加热到65℃使之挥发至干，再于马弗炉中400℃氩气气氛下灼烧4小时，得到能够在低温下催化氧化并吸收氮氧化物的吸附材料。
实施例7：
将100g活性炭加入500g的3M的硝酸中，搅拌和回流下于90℃氧化10hr，将活性炭滤出后充分洗涤并于空气中烘干至恒重；将0.022mol醋酸钴(II)和0.078mol硝酸铈(III)溶解于250mL水中，并加入上述活性炭，搅拌下加热到100℃使之挥发至干，再于马弗炉中350℃氮气气氛下灼烧2小时，得到能够在低温下催化氧化并吸收氮氧化物的吸附材料。
实施例8：
将50g活性炭加入500g的3M的硝酸中，搅拌和回流下于80℃氧化20hr，将活性炭滤出后充分洗涤并于空气中烘干至恒重；将0.035mol硫酸钴(II)和0.065mol硝酸铈(III)溶解于250mL水中，并加入上述活性炭，搅拌下加热到100℃使之挥发至干，再于马弗炉中450℃氦气气氛下灼烧2小时，得到能够在低温下催化氧化并吸收氮氧化物的吸附材料。

Claims (7)

1.一种高吸附容量的氮氧化物吸附剂的制备方法，其特征在于该方法包括如下的步骤：
1)活性炭载体的预处理：将活性炭分散在0.1M～10M的硝酸溶液中，液体固体质量比为1∶1～1∶100，搅拌和回流下加热至40～90℃，氧化5～20hr后过滤洗涤并空气中烘干至恒重；
2)金属元素负载：将可溶性铈盐和可溶性过渡金属盐溶于溶剂中，溶剂可以是水、丙酮、乙醇当中任意一种或任意几种的混合物，其中铈元素和过渡金属元素的摩尔比例在9∶1～5∶5之间，将步骤1)所制备的活性炭投入含有可溶性铈盐和可溶性过渡金属盐的溶液中，在搅拌下加热，使溶剂在溶剂自身沸点下逐渐挥发至干，再于氮气、氦气、氩气当中的任意一种或任意几种的混合物气体气氛中300～600℃下灼烧2～6hr，得到以活性炭为载体的高吸附容量的氮氧化物吸附剂。
2.如权利要求1所述的一种高吸附容量的氮氧化物吸附剂的制备方法，其特征在于：所述方法中的活性炭可以是煤质活性炭、木质活性炭、沥青基活性炭、活性炭纤维、酚醛树脂基活性炭、果壳活性炭、椰壳活性炭当中的任意一种或几种的混合物。
3.如权利要求1所述的一种高吸附容量的氮氧化物吸附剂的制备方法，其特征在于：所述方法中的可溶性铈盐可以是硝酸铈(III)，硫酸铈(III)，氯化铈(III)当中的任意一种或任意几种的混合物。
4.如权利要求1所述的一种高吸附容量的氮氧化物吸附剂的制备方法，其特征在于：所述方法中可溶性过渡金属盐可以是硝酸锰(II)、氯化锰(II)、醋酸锰(II)、硫酸锰(II)、硝酸钴(II)、氯化钴(II)、醋酸钴(II)、硫酸钴(II)当中的任意一种或任意几种的混合物。
5.如权利要求1所述的一种高吸附容量的氮氧化物吸附剂的制备方法，其特征在于：所述方法中铈元素和过渡金属元素的摩尔比为8∶2～6∶4。
6.如权利要求1所述的一种高吸附容量的氮氧化物吸附剂的制备方法，其特征在于：所述方法中铈元素和过渡金属元素的负载量为0.005mol～0.03mol(铈元素+过渡金属元素)/10g活性炭。
7.如权利要求1所述的一种高吸附容量的氮氧化物吸附剂的制备方法，其特征在于：所述方法中的材料在惰性气体下的煅烧温度为350～450℃。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102172523A (zh) * 2011-03-04 2011-09-07 湖南大学 一种中低温选择性催化还原脱硝催化剂制备方法
CN103736458A (zh) * 2014-01-08 2014-04-23 中国科学院过程工程研究所 一种室温操作的NOx吸附剂的制备方法
CN104499096A (zh) * 2014-12-21 2015-04-08 东南大学 一种去除中低浓度挥发性有机物的纳米碳纤维-金属复合物的制备方法
CN106000415A (zh) * 2016-05-12 2016-10-12 中冶华天工程技术有限公司 脱硝催化剂以及其制备方法和制备系统
CN106390917A (zh) * 2016-12-02 2017-02-15 郑州源冉生物技术有限公司 一种氮氧化物吸附剂及其制备方法和应用
CN106732389A (zh) * 2016-12-02 2017-05-31 郑州源冉生物技术有限公司 一种改性纳米凸凹棒土及其制备方法和应用
CN106732387A (zh) * 2016-12-02 2017-05-31 郑州源冉生物技术有限公司 一种改性高岭土及其制备方法和应用
CN106824077A (zh) * 2017-02-27 2017-06-13 北京工业大学 一种氮氧化物吸附剂的制备方法
CN111054209A (zh) * 2019-12-03 2020-04-24 中国矿业大学 一种基于乙烯还原剂的低温scr脱硝工艺
CN111203209A (zh) * 2020-03-04 2020-05-29 中国科学院过程工程研究所 一种嵌入式催化剂及其制备方法和一种反应器
CN113351152A (zh) * 2021-04-24 2021-09-07 化学与精细化工广东省实验室 一种氮氧化物吸收复合材料

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1018719B (zh) * 1988-02-10 1992-10-21 杭州大学 含氮有机废气净化催化剂
CN1034789C (zh) * 1992-01-24 1997-05-07 北京大学 金属复合氧化物三元净化催化剂
CN100391580C (zh) * 2005-03-30 2008-06-04 中国科学院大连化学物理研究所 一种同时还原氮氧化物、消除碳烟颗粒的催化剂及其应用

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102172523A (zh) * 2011-03-04 2011-09-07 湖南大学 一种中低温选择性催化还原脱硝催化剂制备方法
CN103736458A (zh) * 2014-01-08 2014-04-23 中国科学院过程工程研究所 一种室温操作的NOx吸附剂的制备方法
CN103736458B (zh) * 2014-01-08 2016-07-06 中国科学院过程工程研究所 一种室温操作的NOx吸附剂的制备方法
CN104499096A (zh) * 2014-12-21 2015-04-08 东南大学 一种去除中低浓度挥发性有机物的纳米碳纤维-金属复合物的制备方法
CN106000415A (zh) * 2016-05-12 2016-10-12 中冶华天工程技术有限公司 脱硝催化剂以及其制备方法和制备系统
CN106732389A (zh) * 2016-12-02 2017-05-31 郑州源冉生物技术有限公司 一种改性纳米凸凹棒土及其制备方法和应用
CN106390917A (zh) * 2016-12-02 2017-02-15 郑州源冉生物技术有限公司 一种氮氧化物吸附剂及其制备方法和应用
CN106732387A (zh) * 2016-12-02 2017-05-31 郑州源冉生物技术有限公司 一种改性高岭土及其制备方法和应用
CN106824077A (zh) * 2017-02-27 2017-06-13 北京工业大学 一种氮氧化物吸附剂的制备方法
CN111054209A (zh) * 2019-12-03 2020-04-24 中国矿业大学 一种基于乙烯还原剂的低温scr脱硝工艺
CN111203209A (zh) * 2020-03-04 2020-05-29 中国科学院过程工程研究所 一种嵌入式催化剂及其制备方法和一种反应器
CN111203209B (zh) * 2020-03-04 2021-12-14 中国科学院过程工程研究所 一种嵌入式催化剂及其制备方法和一种反应器
CN113351152A (zh) * 2021-04-24 2021-09-07 化学与精细化工广东省实验室 一种氮氧化物吸收复合材料

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