CN103769081A - 一种常温一氧化氮吸附/催化氧化催化剂及制备方法 - Google Patents
一种常温一氧化氮吸附/催化氧化催化剂及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103769081A CN103769081A CN201210396697.XA CN201210396697A CN103769081A CN 103769081 A CN103769081 A CN 103769081A CN 201210396697 A CN201210396697 A CN 201210396697A CN 103769081 A CN103769081 A CN 103769081A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- catalyst
- catalytic oxidation
- manganese
- deionized water
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明提供一种常温一氧化氮吸附/催化氧化催化剂，其特征在于，该催化剂以锰铈固溶体为活性组分，锰铈固溶体含量100%，其中锰、铈的摩尔数比例为2：3～1：1。其制备方法如下：将硝酸铈铵和高锰酸钾溶解在去离子水中；将硝酸锰溶解在去离子水中；将氢氧化钾溶液在去离子水中；将硝酸锰溶液倒入硝酸铈铵和高锰酸钾的混合溶液中，用机械搅拌器充分搅拌均匀；将混合后的溶液加热至70～80℃并恒温；将氢氧化钾溶液逐滴加入至pH=8～9；得到的沉积经洗涤干燥，在300～400℃焙烧3～4小时，得到一种常温一氧化氮吸附/催化氧化催化剂。本方法具有制备工艺简单、吸附/催化氧化效率高等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种常温常压条件下一氧化氮吸附/催化氧化催化剂及其制备方法，适用于空气污染物中低浓度一氧化氮的氧化，在环境净化领域具有应用前景。
背景技术
一氧化氮是引起空气质量下降的主要污染物之一，其主要来源于燃料的燃烧，如工业用煤的燃烧和机动车燃料的燃烧等。氮氧化物对人体健康造成的危害主要原因在于其能够形成酸雨和光化学烟雾。随着人类生活水平的提高，健康以及环保意识的加强，对所生存的环境要求也就更加严格，例如国内专门针对机动车尾气排放进行了标准化规定，对氮氧化物的排放进行了严格限定。尽管如此，低浓度的氮氧化物聚集到一定程度依然会对人类和环境造成破坏，因而迫切需要解决氮氧化物的污染问题。目前开发的氮氧化物净化方法主要有催化氧化、催化还原、催化分解、吸附法和吸收法等。
氮氧化物中大约含有90%～95%的一氧化氮，因而一氧化氮的净化是实现氮氧化物消除的关键。催化氧化法是使一氧化氮在氧气气氛中转化为二氧化氮，当一氧化氮/二氧化氮等于或接近1:1 (摩尔比) 时，将一氧化氮和二氧化氮的混合气体通入NaOH或KOH溶液中进行碱吸收处理 (NO + NO2 + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O)，可以实现一氧化氮x的完全消除。因而催化氧化与碱吸收相结合的方法引起了广泛的关注。但其中最关键的步骤依然是一氧化氮的催化氧化，部分或者完全转化为二氧化氮。
国内外对一氧化氮催化氧化催化剂的研究主要集中在分子筛、活性碳、贵金属以及过渡金属氧化物催化剂上。其中贵金属Pt和过渡金属氧化物催化剂的活性比较高 (中国专利CN101822983A；中国专利CN101352645；S. Liu, X. Wu, et al., Chem. Eng. J., 2012, 203, 25; Appl. Catal. B: Environ., 2007, 75, 201)。考虑到我国贵金属资源比较缺乏，价格较高，因而实际应用前景不大。过渡金属氧化物催化剂由于制备方法相对简单，原料便宜，成为近年来一氧化氮催化氧化的研究热点。如中国专利CN1736558A公开了一种采用氧化铝为载体，二氧化锰为活性组分的催化剂。中国专利CN101352645公开了一种烟气催化氧化脱硝工艺，采用以TiO2或ZrO2-TiO2为载体，Co为活性成分的催化剂。但以上催化剂实现一氧化氮催化氧化的温度都较高，需要外部提高能量供应，在常温条件下则基本没有任何活性。
本发明针对目前开发的一氧化氮催化氧化催化剂都是在较高一氧化氮浓度，远高于常温的条件下才表现出对一氧化氮催化活性、能耗和成本都较高，同时稳定性依然没有得到很好的解决等不足，提供了一种在常温条件下具有一定吸附/催化氧化性能的一氧化氮催化氧化催化剂，能够实现在常温条件下对一氧化氮的部分转化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锰铈固溶体催化剂及其制备方法，应用于一氧化氮吸附/催化氧化。所得催化剂适用于常温常压、低浓度（一氧化氮≤15ppm）环境条件，具有制备工艺简单、吸附/催化氧化效率高，稳定性好等特点。
本发明提供一种常温一氧化氮吸附/催化氧化催化剂，其特征在于，该催化剂以锰铈固溶体为活性组分，锰铈固溶体含量100%，其中锰、铈的摩尔数比例为2：3～1：1。
本发明提供一种常温一氧化氮吸附/催化氧化催化剂的制备方法，其特征在于， 包括如下步骤：
(1) 将硝酸铈铵和高锰酸钾溶解在去离子水中，配成混合溶液；
(2) 将硝酸锰溶解在去离子水中；
(3) 将氢氧化钾溶液在去离子水中；
(4) 将硝酸锰溶液倒入硝酸铈铵和高锰酸钾的混合溶液中，用机械搅拌器充分搅拌均匀；
(5) 将混合后的溶液加热至70～80℃并恒温；
(6) 将氢氧化钾溶液逐滴加入到步骤(5)所述溶液中至pH=8～9；
(7) 得到的沉积经洗涤干燥，在300～400℃焙烧3～4小时，得到一种常温一氧化氮吸附/催化氧化催化剂。
所述硝酸铈铵的浓度为0.047～0.07mol/L；硝酸锰的浓度为0.04～0.06mol/L；高锰酸钾的浓度为0.4～0.6mol/L；氢氧化钾；或碳酸钾的浓度为1～2mol/L。
所述沉淀的温度为70～80℃，沉淀时间为4～5小时。
催化剂性能评价在柱型固定床微反应器中进行，反应气质量空速（GHSV）为43200 mL/(gh)，催化剂用量1g，原料气一氧化氮浓度为5～15ppm，空气为载气，反应温度25～30℃,在常温常压环境下进行。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例：
实施例1：
将0.021mol硝酸铈铵和0.012mol高锰酸钾溶解在300mL去离子水中，配成混合溶液；
将0.002mol硝酸锰溶解在50mL去离子水中；
将0.2mol氢氧化钾溶液在100mL去离子水中
将硝酸锰溶液倒入硝酸铈铵和高锰酸钾的混合溶液中，用机械搅拌器充分搅拌均匀；
将混合后的溶液加热至80℃并恒温；
将氢氧化钾溶液逐滴加入到步骤(3)所述溶液中至pH=8～9;
得到的沉积经洗涤干燥，在400℃焙烧4h，得到所需要的催化剂。
将所制的催化剂按照前述试验条件进行催化性能评价，一氧化氮浓度为15ppm。测定一氧化氮催化转化率为11～13%，15h内催化效果基本稳定；一氧化氮吸附效率在15h之内保持在40%以上。
实施例2：
将0.021mol硝酸铈铵和0.012mol高锰酸钾溶解在300mL去离子水中，配成混合溶液；
将0.002mol硝酸锰溶解在50mL去离子水中；
将0.2mol碳酸钾溶液在100mL去离子水中；
将硝酸锰溶液倒入硝酸铈铵和高锰酸钾的混合溶液中，用机械搅拌器充分搅拌均匀；
将混合后的溶液加热至80℃并恒温；
将氢氧化钾溶液逐滴加入到步骤(3)所述溶液中至pH=8～9；
得到的沉积经洗涤干燥，在400℃焙烧4h，得到所需要的催化剂。
将所制的催化剂按照前述试验条件进行催化性能评价，一氧化氮浓度为15ppm。测定一氧化氮催化转化率为10～12%，5h内催化效果基本稳定；一氧化氮吸附效率在5h之内保持在50%以上。
实施例3：
将0.021mol硝酸铈铵和0.012mol高锰酸钾溶解在300mL去离子水中，配成混合溶液；
将0.002mol硝酸锰溶解在50mL去离子水中；
将0.4mol氢氧化钾溶液在100mL去离子水中
将硝酸锰溶液倒入硝酸铈铵和高锰酸钾的混合溶液中，用机械搅拌器充分搅拌均匀；
将混合后的溶液加热至80℃并恒温；
将氢氧化钾溶液逐滴加入到步骤(3)所述溶液中至pH=8～9;
得到的沉积经洗涤干燥，在400℃焙烧4h，得到所需要的催化剂。
将所制的催化剂按照前述试验条件进行催化性能评价，一氧化氮浓度15ppm。测定一氧化氮催化转化率为10～12%，5h内催化效果基本稳定；一氧化氮吸附效率在5h之内保持在50%以上。
实施例4：
将0.014mol硝酸铈铵和0.012mol高锰酸钾溶解在300mL去离子水中，配成混合溶液；
将0.002mol硝酸锰溶解在50mL去离子水中；
将0.2mol氢氧化钾溶液在100mL去离子水中
将硝酸锰溶液倒入硝酸铈铵和高锰酸钾的混合溶液中，用机械搅拌器充分搅拌均匀；
将混合后的溶液加热至80℃并恒温；
将氢氧化钾溶液逐滴加入到步骤(3)所述溶液中至pH=8～9;
得到的沉积经洗涤干燥，在400℃焙烧4h，得到所需要的催化剂。
将所制的催化剂按照前述试验条件进行催化性能评价，一氧化氮浓度15ppm。测定一氧化氮催化转化率为13～15%，5h内催化效果基本稳定；一氧化氮吸附效率在5h之内保持在50%以上。
实施例5：
将0.014mol硝酸铈铵和0.012mol高锰酸钾溶解在300mL去离子水中，配成混合溶液；
将0.002mol硝酸锰溶解在50mL去离子水中；
将0.4mol氢氧化钾溶液在100mL去离子水中
将硝酸锰溶液倒入硝酸铈铵和高锰酸钾的混合溶液中，用机械搅拌器充分搅拌均匀；
将混合后的溶液加热至80℃并恒温；
将氢氧化钾溶液逐滴加入到步骤(3)所述溶液中至pH=8～9;
得到的沉积经洗涤干燥，在400℃焙烧4h，得到所需要的催化剂。
将所制的催化剂按照前述试验条件进行催化性能评价，一氧化氮浓度15ppm。测定一氧化氮催化转化率为13～15%，5h内催化效果基本稳定；一氧化氮吸附效率在5h之内保持在50%以上。
实施例6：
将0.021mol硝酸铈铵和0.012mol高锰酸钾溶解在300mL去离子水中，配成混合溶液；
将0.002mol硝酸锰溶解在50mL去离子水中；
将0.4mol氢氧化钾溶液在100mL去离子水中
将硝酸锰溶液倒入硝酸铈铵和高锰酸钾的混合溶液中，用机械搅拌器充分搅拌均匀；
将混合后的溶液加热至80℃并恒温；
将氢氧化钾溶液逐滴加入到步骤(3)所述溶液中至pH=8-9;
得到的沉积经洗涤干燥，在300℃焙烧4h，得到所需要的催化剂。
将所制的催化剂按照前述试验条件进行催化性能评价，一氧化氮浓度15ppm。测定一氧化氮催化转化率为10～12%，5h内催化效果基本稳定；一氧化氮吸附效率在5h之内保持在50%以上。
实施例7：
将0.021mol硝酸铈铵和0.012mol高锰酸钾溶解在300mL去离子水中，配成混合溶液；
将0.002mol硝酸锰溶解在50mL去离子水中；
将0.2mol氢氧化钾溶液在100mL去离子水中
将硝酸锰溶液倒入硝酸铈铵和高锰酸钾的混合溶液中，用机械搅拌器充分搅拌均匀；
将混合后的溶液加热至80℃并恒温；
将氢氧化钾溶液逐滴加入到步骤(3)所述溶液中至pH=8-9;
得到的沉积经洗涤干燥，在400℃焙烧4h，得到所需要的催化剂。
将所制的催化剂按照前述试验条件进行催化性能评价，一氧化氮浓度10ppm。测定一氧化氮催化转化率为20～25%，20h内催化效果基本稳定；一氧化氮吸附效率在5h之内保持在80%以上。
实施例8：
将0.021mol硝酸铈铵和0.012mol高锰酸钾溶解在300mL去离子水中，配成混合溶液；
将0.002mol硝酸锰溶解在50mL去离子水中；
将0.2mol氢氧化钾溶液在100mL去离子水中
将硝酸锰溶液倒入硝酸铈铵和高锰酸钾的混合溶液中，用机械搅拌器充分搅拌均匀；
将混合后的溶液加热至80℃并恒温；
将氢氧化钾溶液逐滴加入到步骤(3)所述溶液中至pH=8-9;
得到的沉积经洗涤干燥，在400℃焙烧4h，得到所需要的催化剂。
将所制的催化剂按照前述试验条件进行催化性能评价，一氧化氮浓度5ppm。测定一氧化氮催化转化率为40～50%，20h内催化效果基本稳定；一氧化氮吸附效率在5h之内保持在90%以上。
Claims (4)
1.一种常温一氧化氮吸附/催化氧化催化剂，其特征在于，该催化剂以锰铈固溶体为活性组分，锰铈固溶体含量100%，其中锰、铈的摩尔数比例为2：3～1：1。
2.根据权利要求1所述一种常温一氧化氮吸附/催化氧化催化剂的制备方法，其特征在于， 包括如下步骤：
(1) 将硝酸铈铵和高锰酸钾溶解在去离子水中，配成混合溶液；
(2) 将硝酸锰溶解在去离子水中；
(3) 将氢氧化钾溶液在去离子水中；
(4) 将硝酸锰溶液倒入硝酸铈铵和高锰酸钾的混合溶液中，用机械搅拌器充分搅拌均匀；
(5) 将混合后的溶液加热至70～80℃并恒温；
(6) 将氢氧化钾溶液逐滴加入到步骤(5)所述溶液中至pH=8～9；
(7) 得到的沉积经洗涤干燥，在300～400℃焙烧3～4小时，得到一种常温一氧化氮吸附/催化氧化催化剂。
3.根据权利要求2所述一种常温一氧化氮吸附/催化氧化催化剂的制备方法，其特征在于，所述硝酸铈铵的浓度为0.047～0.07mol/L；硝酸锰的浓度为0.04～0.06mol/L；高锰酸钾的浓度为0.4～0.6mol/L；氢氧化钾；或碳酸钾的浓度为1～2mol/L。
4.根据权利要求2所述一种常温一氧化氮吸附/催化氧化催化剂的制备方法，其特征在于，所述沉淀的温度为70～80℃，沉淀时间为4～5小时。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210396697.XA CN103769081A (zh) | 2012-10-18 | 2012-10-18 | 一种常温一氧化氮吸附/催化氧化催化剂及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210396697.XA CN103769081A (zh) | 2012-10-18 | 2012-10-18 | 一种常温一氧化氮吸附/催化氧化催化剂及制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103769081A true CN103769081A (zh) | 2014-05-07 |
Family
ID=50562115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210396697.XA Pending CN103769081A (zh) | 2012-10-18 | 2012-10-18 | 一种常温一氧化氮吸附/催化氧化催化剂及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103769081A (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104383916A (zh) * | 2014-11-05 | 2015-03-04 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种低浓度一氧化氮消除催化剂及其制备方法和应用 |
| CN105289641A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-02-03 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种钴负载铈锰氧化物催化剂及其制备方法 |
| CN105633423A (zh) * | 2015-12-27 | 2016-06-01 | 同济大学 | 还原石墨烯-聚苯胺负载铈锰氧化物电催化剂的制备方法 |
| CN106540710A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-03-29 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种铈锰负载氧化钴低温脱硝催化剂及制备和应用 |
| CN111774069A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-10-16 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 臭氧协同催化氧化挥发性有机物的锰铈固溶体负载钴催化剂及其制备方法和应用 |
| CN112354535A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-02-12 | 成都嘉合芳华环保科技有限公司 | 一种宽温区环境锰铈基氧化型催化剂及其制备方法 |
| CN113135552A (zh) * | 2020-01-19 | 2021-07-20 | 中南大学 | 一种氯化氢催化氧化制氯气的方法 |
| 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 |
-
2012
- 2012-10-18 CN CN201210396697.XA patent/CN103769081A/zh active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104383916A (zh) * | 2014-11-05 | 2015-03-04 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种低浓度一氧化氮消除催化剂及其制备方法和应用 |
| CN105289641A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-02-03 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种钴负载铈锰氧化物催化剂及其制备方法 |
| CN105633423A (zh) * | 2015-12-27 | 2016-06-01 | 同济大学 | 还原石墨烯-聚苯胺负载铈锰氧化物电催化剂的制备方法 |
| CN106540710A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-03-29 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种铈锰负载氧化钴低温脱硝催化剂及制备和应用 |
| CN113135552A (zh) * | 2020-01-19 | 2021-07-20 | 中南大学 | 一种氯化氢催化氧化制氯气的方法 |
| CN111774069A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-10-16 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 臭氧协同催化氧化挥发性有机物的锰铈固溶体负载钴催化剂及其制备方法和应用 |
| CN111774069B (zh) * | 2020-07-08 | 2023-02-14 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 臭氧协同催化氧化挥发性有机物的锰铈固溶体负载钴催化剂及其制备方法和应用 |
| CN112354535A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-02-12 | 成都嘉合芳华环保科技有限公司 | 一种宽温区环境锰铈基氧化型催化剂及其制备方法 |
| 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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103769081A (zh) | 一种常温一氧化氮吸附/催化氧化催化剂及制备方法 | |
| CN101966451B (zh) | 一种选择性催化氧化氨的纳米铈锆固溶体基催化剂的制备方法及应用 | |
| CN102500359B (zh) | 钒基SCR催化剂和制备及在丙烯腈氧化后尾气NOx脱除中的应用 | |
| WO2017181570A1 (zh) | 兼具抗碱(土)金属和抗硫抗水功能的脱硝催化剂及其制法和应用 | |
| CN102125834B (zh) | 钛基纳米复合金属氧化物催化剂及其制备方法 | |
| CN110773153B (zh) | 一种担载型锰基中低温脱硝催化剂、制备方法及其应用 | |
| CN103962126B (zh) | 一种用于氮氧化合物选择性催化还原的催化剂及制备方法 | |
| CN107126959B (zh) | 一种凹凸棒石负载CoTiO3-CeO2异质结SCR低温脱硝催化剂及其制备方法 | |
| CN103464177B (zh) | 一种氟掺杂二氧化铈和凹凸棒土的scr脱硝催化剂及其制备方法 | |
| CN105032395A (zh) | 锆掺杂钒酸铈脱硝催化剂、制备方法及应用 | |
| CN101773780A (zh) | 等离子体协同低温催化氧化no脱除氮氧化物的方法 | |
| CN102553572A (zh) | 一种宽活性温度窗口的scr催化剂及其制备方法 | |
| CN102600832A (zh) | 一种提高脱硝性能的组合催化剂及其应用 | |
| CN102513095B (zh) | 一种炭基材料负载铈钨的中温脱硝催化剂及其制备方法 | |
| CN103894185A (zh) | 一种以TiO2-ZnO复合载体的SCR脱硝催化剂的制备方法 | |
| CN107185523B (zh) | 一种钬改性的脱硝催化剂的制备方法及其产品 | |
| CN111889100A (zh) | 一种用于氧化去除柴油车碳烟的隐钾锰矿型混合锰氧化物催化剂 | |
| CN103263925B (zh) | 一种铈锆基一氧化氮常温催化剂的制备方法 | |
| CN102068994A (zh) | 一种催化剂及其制备方法 | |
| CN109513339B (zh) | 一种用于水泥窑烟气脱硝的高温催化还原方法 | |
| CN108855053B (zh) | 一种富氧型Mn基低温脱硝催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN104383933B (zh) | 氧化铈促进的四氧化三钴催化剂及其制备和应用 | |
| CN103464142B (zh) | 用于氨选择催化还原脱除氮氧化物的催化剂及其制备方法 | |
| CN106040226B (zh) | 一种铈锑复合氧化物催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN105457646A (zh) | 一种带保护层的中低温脱硝催化剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140507 |