CN101879435B - 一种高吸附容量常温氮氧化物吸附剂及其制备方法 - Google Patents

一种高吸附容量常温氮氧化物吸附剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101879435B
CN101879435B CN 201010193999 CN201010193999A CN101879435B CN 101879435 B CN101879435 B CN 101879435B CN 201010193999 CN201010193999 CN 201010193999 CN 201010193999 A CN201010193999 A CN 201010193999A CN 101879435 B CN101879435 B CN 101879435B
Authority
CN
China
Prior art keywords
adsorbent
nitrogen oxide
active carbon
adsorption
oxide
Prior art date
Application number
CN 201010193999
Other languages
English (en)
Other versions
CN101879435A (zh
Inventor
卢冠忠
冯柄楠
郭耘
张志刚
郭杨龙
王艳芹
王筠松
龚学庆
Original Assignee
华东理工大学
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 华东理工大学 filed Critical 华东理工大学
Priority to CN 201010193999 priority Critical patent/CN101879435B/zh
Publication of CN101879435A publication Critical patent/CN101879435A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101879435B publication Critical patent/CN101879435B/zh

Links

Abstract

本发明公开了一种高吸附容量常温氮氧化物吸附剂及其制备方法。该常温氮氧化物吸附剂由活性炭和负载在活性炭上的金属氧化物组成。活性炭选自椰壳炭、果壳炭、木质炭或煤质炭中的一种或其组合。经过硝酸等液体酸和双氧水组成的氧化剂的预处理后,通过浸渍法负载氧化锆、氧化铜、氧化钆、氧化锰和氧化钾中的两种或两种以上的氧化物。本发明的高吸附容量的常温氮氧化物吸附剂,是一种可以在低温下将NO氧化为NO2并加以吸收的吸附材料,对氮氧化物的吸附达到饱和后,可以将其通入惰性气氛或还原性气氛,加热升温后将吸附的氮氧化物和被还原的N2释放出来,经再生处理后的吸附剂可以重复使用。因此,本发明的高吸附容量的常温氮氧化物吸附剂可应用在公路隧道、地下停车场等封闭或半封闭体系内的氮氧化物的净化中,应用前景广阔。

Description

一种高吸附容量常温氮氧化物吸附剂及其制备方法
一、技术领域
[0001] 本发明涉及一种含低浓度氮氧化物(NOx,包括NO和NO2)废气中的NOx吸附剂及其制备技术,具体的涉及一种在常温下能够高容量吸附NOx且具有催化功能的负载型活性炭吸附剂及其制备技术,属于环境保护技术领域。
二、背景技术
[0002]当今,随着煤炭、石油等化石燃料的燃烧,伴随有大量氮氧化物排放到大气中,造成大气环境的严重污染,给自然环境和人类生活带来严重危害。随着我国汽车保有量的大幅度增加,由汽车尾气排放出来的NOx对大气的污染程度也日益加剧。氮氧化物的光化学反应会对臭氧层造成严重的破坏作用,使紫外线因失去臭氧层的屏蔽作用而过于强烈地危害地面生物和人类健康,同时导致酸雨的形成,近年来我国酸雨受害区进一步扩大,面积已超过40%,成为世界上大气污染最严重的国家,对我国的生态环境造成了严重的危害。因此,氮氧化物的污染已成为一个不容忽视的重要问题。面对这些由氮氧化物的排放而引起的对环境与人类生活的严重危害,如何有效地清除NOx是环境保护的一项重要课题。
[0003] 当前国内外治理NOx的方法主要有选择性催化还原法、选择性非催化还原法、催化分解法、液体吸收法、微生物法、吸附法等。其中吸附法工艺相对简单、易于自动化控制、投资和运行成本低,能有效捕集浓度较低的有害物质并且能实现废物资源化而成为一种非常重要的方法。对于公路隧道、地下停车场等封闭或半封闭体系内的NOx的净化,吸附法是一种非常有效的方法。
[0004] 专利(CN 101641151A)中的NOx吸附材料以ZSM-5、丝光沸石、β-沸石中的一种为载体,浸溃氯化铁溶液,经330°C〜500°C的热处理后制成NOx吸附材料,NO吸附量可达
0.3mmol/g0
[0005] 专利(CN 101326004A)提供了一种常温NOx吸附剂。该常温NOx吸附剂包含载体和负载在该载体上的金属。载体为Co、Fe、Cu、Ce、Mn中的一种氧化物或其氧化物的组合,被负载的金属为Cu、Co、Ag、Pd中的一种或其组合。
[0006] 专利(CN 1557537A)公开的氮氧化物吸附剂以氧化锆为基体,加入银、锰中的一种或两种元素改性后的复合氧化物,该复合氧化物吸附达到饱和后,通过在惰性气氛或还原性气氛中加热至一定的温度后将吸附的氮氧化物释放或反应转化为氮气后再进一步使用。
[0007] 专利(EP 1541219A1)中使用Ag与过渡金属元素(Co、N1、Cu、Mn、Fe)或者其他金属兀素(Ce、Pr、Bi)中一种制成复合金属氧化物,负载在Al2O3或Zr-Al2O3上,用于吸附机动车排放的NOx,测试结果表明,该吸附材料不但能吸附NOx,还可以达到部分转化NOx的功倉泛。
[0008] 专利(CN 101594925A)中以Pd作为活性组分,负载在二氧化铈或铈与至少一种其它过渡金属元素制成的混合氧化物或复合氧化物上,经500°C老化后制得可热再生的NO吸附剂。[0009] 专利(US 5840649A)中以Mn盐为活性组分,TiO2作为载体,并且包括有Ru和Ce的氧化物以及Ag或Cu氧化物的一种,可作为隧道废气中NOx的吸附剂。
[0010] 上述技术虽然可达到对NOx的吸附作用,但对NOx的吸附容量仍较低。活性炭资源丰富,价格低廉,具有很高的比表面积和丰富的孔结构,通过金属化合物改性可以显著增强活性炭对NOx的吸附能力。
[0011] 专利(W0 0061287)中制备了一种针对SOx和NOx以及有机、无机污染物的高选择性吸附剂,这种吸附剂以活性炭为载体,CuSO4^NiCl2和AgNO3中的至少一种经EDTA和HCHO或NaH2PO2和NH4Cl还原后作为活性组分。
[0012] 专利(CN 101693192A)公开了一种高吸附容量的氮氧化物吸附剂的制备方法,该方法是采用锰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,通过浸溃法将锰或钴和铈元素负载在活性炭上。该吸附剂对NOx的吸附容量可达到30mg/g以上。
[0013] 专利(CN 101362101A)公开了一种成型半焦制成的SO2和NO吸附剂,制备方法是先将活性半焦经硝酸预处理后与聚乙二醇以及V2O5和Fe2O3中的至少一种混合后挤出成型,再通过高温氧水蒸气活化后而成,NO的吸附容量可达2.8%。
[0014] 由于活性炭具有很高的比表面积和丰富的孔结构,价格便宜,使用活性炭制备吸附剂能够在较大程度上降低吸附剂的成本,但仍然存在吸附剂的容量小和吸附力弱等问题,因此,本发明技术着重研究吸附容量大,对NO和NO2吸附力强的活性炭基吸附剂。
三、发明内容
[0015] 本发明的目的是要克服现有氮氧化物吸附容量低的缺点,同时本吸附剂还可以提供将吸附的NO氧化为NO2的功能,同时在还原性气氛下,对吸附饱和的吸附剂进行再生时,吸附剂具有对氮氧化物还原为氮气的催化`功能。
[0016] 本发明的目的是要提供一种能在常温下具有吸附容量大、对氮氧化物吸附力强的可用于公路隧道、地下停车场等封闭或半封闭体系内的氮氧化物吸附剂及其制备方法。
[0017] 本发明提供的高吸附容量的常温氮氧化物吸附剂以活性炭为载体,负载10〜40%重量的金属氧化物;所说的活性炭可以是椰壳炭、果壳炭、木质炭或煤质炭中的一种或其组合,形状可以是颗粒状或者是整体式的蜂窝状,其特征在于,所用的活性炭要经过氧化性水溶液的预处理,然后还要经过在空气中300〜600°C的焙烧处理,处理时间为2〜12h,最适宜的时间为4〜8h ;所述的金属氧化物为氧化锆、氧化铜、氧化钆、氧化锰和氧化钾中的两种或其组合。
[0018] 本发明所述的高吸附容量常温氮氧化物吸附剂的制备方法,其特征在于该方法包括以下步骤:
[0019] (I)配制氧化性水溶液,其特征在于该氧化性水溶液是由液体酸和双氧水组成的,所说的液体酸为硝酸、硫酸、盐酸或磷酸中的一种或其组合,其中酸溶液的重量5〜90%,双氧水重量I〜5%,其余为水;然后将活性炭浸泡到氧化性水溶液中,浸泡后的活性炭用去离子水洗涤至中性,经干燥后在空气中300〜600°C焙烧2〜12h,优选为4〜8h ;
[0020] (2)配制浸溃溶液(I),其特征在于所述的浸溃溶液(I)是由氧氯化锆、硝酸铜、硝酸钆或硝酸锰水溶液中的一种或其组合构成的;然后将在步骤(I)中处理过的活性炭浸泡到溶液(I)中,浸溃温度10〜60°C,浸溃时间I〜4h,然后将浸溃后的活性炭烘干;[0021] (3)配制浸溃溶液(II),其特征在于所述的浸溃溶液(II)是由氢氧化钾、碳酸氢钾、碳酸钾或硝酸钾水溶液中的一种或其组合构成的;将完成步骤(2)后的活性炭浸泡到溶液(II)中,浸溃温度10〜60°C,浸溃时间I〜4h,将浸溃后的活性炭烘干后,在氮气中200〜400。。焙烧I〜6h。
[0022] 本发明的高吸附容量常温氮氧化物吸附剂,其特征在于,该吸附剂吸附氮氧化物达到饱和后,可以将其通入惰性气氛或还原性气氛,加热升温至250〜600°C,在惰性气氛或还原性气氛中将吸附的氮氧化物释放出来;如果采用惰性气体,在排放的气体中有一部分氮氧化物会被转化为氮气,如果采用还原性气体,在排放的尾气中将会明显提高氮气的含量;经再生处理后的吸附剂可以重复使用。因此,本发明的高吸附容量常温氮氧化物吸附剂可应用在公路隧道、地下停车场等封闭或半封闭体系内的氮氧化物的净化中,应用前景广阔。
四、具体实施方式:
[0023] 下面通过实施例对本发明予以进一步地说明,但决不是限制本发明的范围。
[0024] 吸附剂对NO的吸附量测试在固定床石英反应器内进行,测试用吸附剂为20〜40目的颗粒,使用量为0.5g,吸附温度约25°C,模拟气中NO浓度为lOOOppm,其余为空气,空速10,OOOh'
[0025]【实施例1】
[0026] 将IOOg椰壳活性炭加入到IOOOmL 2M硝酸的水溶液中,在室温下振荡浸溃48h,浸溃结束后过滤出活性炭,用去离子水多次洗涤后,在120°C的空气中烘干和在空气中400°C焙烧4h ;将40g氧氯化错(ZrOCl2.8H20)和16g硝酸铜(Cu(NO3)2.3H20)溶解于去离子水中,配成120mL溶液,在室温下加入上述活性炭,浸溃4h后将活性炭在120°C烘干;12g氢氧化钾溶解于120mL去离子水中,在室温下加入上述活性炭,浸溃4h后将活性炭在120°C烘干,经在氮气中300°C焙烧4h后,得到吸附剂1,对NO的吸附容量见表I。
[0027]【实施例2】
[0028] 将IOOg椰壳活性炭加入到IOOOmL由2M硝酸加20g过氧化氢组成的水溶液中,在室温下振荡浸溃48h,浸溃结束后过滤出活性炭,用去离子水多次洗涤后,在120°C的空气中烘干和在空气中400°C焙烧4h ;将40g氧氯化锆(ZrOCl2.8H20)、16g硝酸铜(Cu(NO3)2.3H20)和7g硝酸钆(Gd(NO3)3^H2O)溶解于去离子水中,配成120mL溶液,在室温下加入上述活性炭,浸溃4h后将活性炭在120°C烘干;12g氢氧化钾溶解于120mL去离子水中,在室温下加入上述活性炭,浸溃4h后将活性炭在120°C烘干,经在氮气中300°C焙烧4h后,得到吸附剂2,对NO的吸附容量见表I。
[0029]【实施例3】
[0030] 用22g硝酸锰(50 % Mn (NO3) 2水溶液)代替【实施例2】中的16g硝酸铜,其他条件同【实施例2】,得到吸附剂3,对NO的吸附容量见表I
[0031]【实施例4】
[0032] 用44g硝酸锰(50 % Mn ( NO3) 2水溶液)代替【实施例2】中的40g氧氯化锆,其他条件同【实施例2】,得到吸附剂4,对NO的吸附容量见表I。
[0033]【实施例5】[0034] 用2M硫酸代替【实施例2】中的2M硝酸,用15g碳酸钾代替【实施例2】中的12g氢氧化钾,其他条件同【实施例2】,得到吸附剂5,对NO的吸附容量见表I。
[0035]【实施例6】
[0036] 用木质活性炭代替【实施例2】中的椰壳活性炭,其他条件同【实施例2】,得到吸附剂6,对NO的吸附容量见表I。
[0037]【实施例7】
[0038] 将【实施例2】中氢氧化钾的用量增加至18g,在氮气中的焙烧温度从300°C提高到400°C,其他条件同【实施例2】,得到吸附剂7,对NO的吸附容量见表I。
[0039] 表I不同吸附剂对NO的吸附容量
[0040]
Figure CN101879435BD00061
[0041] 所述内容仅为本发明构思下的基本说明,而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换,均应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.种高吸附容量常温氮氧化物吸附剂的制备和再生方法,所述吸附剂的组成和重量百分比为:10〜40%重量的金属氧化物,其余为活性炭,其特征在于,所述的制备方法包括以下步骤: (1)配制由液体酸和双氧水组成的氧化性水溶液,液体酸为硝酸、硫酸、盐酸或磷酸中的一种或其组合,其中酸溶液的重量5〜90%,双氧水重量I〜5%,其余为水;将活性炭浸泡到氧化性水溶液中,浸泡后的活性炭用去离子水洗涤至中性,经干燥后在空气中300〜600°C焙烧 2 〜12h ; (2)配制由氧氯化锆、硝酸铜、硝酸钆或硝酸锰水溶液中的一种或其组合的浸溃溶液(I),将步骤(I)中处理过的活性炭浸泡到溶液(I)中,然后将浸溃后的活性炭烘干; (3)配制由氢氧化钾、碳酸氢钾、碳酸钾或硝酸钾水溶液中的一种或其组合的浸溃溶液(II),将完成步骤(2)后的活性炭浸泡到溶液(II)中,将浸溃后的活性炭烘干后,在氮气中200〜400°C焙烧I〜6h ; 所述的再生方法是该吸附剂吸附氮氧化物达到饱和后,通过在惰性气氛或还原性气氛中,加热至250〜600°C,将吸附的氮氧化物释放出来,其中有一部分被催化还原为氮气,吸附剂可以再使用。
CN 201010193999 2010-06-08 2010-06-08 一种高吸附容量常温氮氧化物吸附剂及其制备方法 CN101879435B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010193999 CN101879435B (zh) 2010-06-08 2010-06-08 一种高吸附容量常温氮氧化物吸附剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010193999 CN101879435B (zh) 2010-06-08 2010-06-08 一种高吸附容量常温氮氧化物吸附剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101879435A CN101879435A (zh) 2010-11-10
CN101879435B true CN101879435B (zh) 2013-05-08

Family

ID=43051646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201010193999 CN101879435B (zh) 2010-06-08 2010-06-08 一种高吸附容量常温氮氧化物吸附剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101879435B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102580525A (zh) * 2012-03-21 2012-07-18 河北工业大学 一种使用活性炭负载氧化铜复合催化剂吸附含氮氧化物的方法
CN102941064B (zh) * 2012-12-12 2015-04-01 南京大学 一种氧化锆改性的活性炭纤维及其在去除水体中磷酸盐中的应用
CN103551111A (zh) * 2013-09-25 2014-02-05 蚌埠首创滤清器有限公司 一种汽车尾气吸附用活性炭及其制备方法
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
CN103977680A (zh) * 2014-05-19 2014-08-13 华东理工大学 常温催化氧化-固体碱吸收法净化半封闭空间的氮氧化物
CN105251502A (zh) * 2014-12-02 2016-01-20 新疆兵团现代绿色氯碱化工工程研究中心(有限公司) 一种用于乙炔氢氯化的非汞催化剂
CN105344320A (zh) * 2015-11-17 2016-02-24 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种碱液表面处理活性炭和活性炭纤维的方法
CN105903324A (zh) * 2016-05-18 2016-08-31 天津普瑞特净化技术有限公司 一种负载氧化铜的活性炭脱硫剂及其制备工艺
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
CN107020070A (zh) * 2017-03-03 2017-08-08 林志雄 一种防毒面罩用吸附材料
CN107413166B (zh) * 2017-03-27 2020-04-28 郑经堂 循环利用炭基微孔材料处理氮氧化物废气的方法
CN109420475A (zh) * 2017-08-23 2019-03-05 中国石油化工股份有限公司 一种用于吸附芳烃类物质的吸附剂及其制备方法
CN109092325A (zh) * 2018-09-11 2018-12-28 东北大学 一种用于低温烟气脱硝的催化剂及其制备方法与应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1729057A (zh) * 2002-10-21 2006-02-01 格雷斯公司 在fcc过程中使用的还原nox的组合物
CN101480603A (zh) * 2008-12-30 2009-07-15 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 氮氧化物气体吸附剂及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1729057A (zh) * 2002-10-21 2006-02-01 格雷斯公司 在fcc过程中使用的还原nox的组合物
CN101480603A (zh) * 2008-12-30 2009-07-15 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 氮氧化物气体吸附剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101879435A (zh) 2010-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hong et al. Catalytic oxidation of nitric oxide (NO) over different catalysts: an overview
CN102247877B (zh) 可见光催化剂的制备方法
CN105032403B (zh) 一种用于烟气低温脱硫脱硝催化剂及其制备方法
CN103041818B (zh) 催化湿式氧化催化剂的制备方法和有机废水处理方法
CN101920213B (zh) 以金属有机框架物为载体的低温scr脱硝催化剂及其制备方法
CN102049256B (zh) 一种废水处理催化剂及其制备方法
CN101274281B (zh) 一种室温去除空气中甲醛催化剂及其制备方法
Yang et al. Mercury removal from flue gas by magnetic iron-copper oxide modified porous char derived from biomass materials
CN101279185B (zh) 气相氧化-液相还原吸收脱除废气中氮氧化物的方法
CN104324692A (zh) 一种能消除甲醛的活性炭的制备方法
CN103349962B (zh) 耐臭氧氧化的低浓度有机化合物吸附催化材料及其制备方法
CN104084192A (zh) 降解臭氧协同去除VOCs的催化剂及其制备方法和应用
CN104492446B (zh) 一种用于氨选择性还原氮氧化物的催化剂及制备方法
CN102836717B (zh) 一种尖晶石型氧化物的应用及催化脱硫脱硝的方法
CN102049257B (zh) Co同时还原so2和no的催化剂及其制备和应用
WO2015149499A1 (zh) 一种低温高效脱硝催化剂及其制备方法
CN102350340A (zh) 一种能够氧化零价汞的复合型烟气脱硝催化剂
CN105056882A (zh) 一种脱除硫化氢的改性生物炭基吸附剂的制备方法
CN101564640B (zh) 一种燃煤烟气污染物联合脱除方法及其专用净化反应器
CN102728193B (zh) 工业有机废气低温等离子体集成净化装置与方法
CN103949291B (zh) 脱硝催化剂再生液、再生液制备方法及催化剂再生方法
CN101711991B (zh) 一种Fe分子筛复合催化剂及其制备方法
CN104667916A (zh) 一种制备催化湿式氧化催化剂的方法
US20090317307A1 (en) Exhaust gas purifying device
CN102527404B (zh) 一种以γ-三氧化二铝为载体的中低温SCR脱硝催化剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant