CN104014327B - 氧化铬蜂窝状整体式催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种蜂窝状氧化铬整体式催化剂及其制备方法和应用,采用沉淀法制备单纯氧化铬粉末催化剂,制备具有氧化铝涂层的蜂窝状整体式载体,球磨法制备氧化铬蜂窝状整体式催化剂。获得的氧化铬蜂窝状整体式催化剂,将其应用于NO的常温常压催化氧化反应中,能够在常温常压催化氧化NO为NO2,获得极高的转化率。本发明催化剂原料易得,工艺简单,具有极好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种氧化铬蜂窝状整体式催化剂及其制备方法和应用,主要针对环境中的NO催化氧化,适用于空气污染物的消除,在环境净化领域具有应用前景。
背景技术
随着我国城市化进程的快速发展,城市机动车保有量也在不断攀升。随之造成的环境污染也日益严重,2009年全国机动车排放污染物5143.3万吨,其中一氧化碳4018.8万吨,碳氢化合物482.2万吨,氮氧化物583.3万吨,颗粒物59.0万吨。可见氮氧化物(NOx)就是其中主要污染物之一。
在前期研发的基础上,我们发现氧化铬催化剂粉末具有优异的常温催化氧化NO性能,有望实际应用,但在实际应用中需要做成蜂窝状整体式催化剂,以提高其抗压抗冲击性能。目前常用的整体式催化剂制备方法是采用堇青石作为蜂窝载体,后涂覆助剂层,而后浸渍活性组分,这种方法可以保证活性金属在表面分布,但是涂覆量较少。有报道采用球磨法制备助剂(CN101269326B),在浸渍活性组分后用于苯加氢制环已烯,但直接球磨法涂覆活性组分及在NO催化氧化中应用尚无报道。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种氧化铬蜂窝状整体式催化剂及其制备方法和应用。
一种氧化铬蜂窝状整体式催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)采用沉淀法制备单纯氧化铬粉末催化剂,具体为:
称取铬前躯体10克溶解于100毫升去离子水中,同时加入沉淀剂,在室温-80℃搅拌5小时,过滤,洗涤,80-120℃干燥12小时,200-600℃煅烧2-6小时,获得氧化铬粉末催化剂;
(2)具有氧化铝涂层的蜂窝状整体式载体制备,具体为:
称取gama-Al2O330克,拟薄水铝石9克置于60克去离子水中,搅拌,加入硝酸调节PH=2-4,搅拌15-60分钟后,将蜂窝陶瓷载体浸渍其中,后吹扫,置于80-120℃烘箱干燥12小时,500℃焙烧4小时,获得具有氧化铝涂层的整体式载体;
(3)球磨法制备氧化铬蜂窝状整体式催化剂,具体为:
将氧化铬和水按10-90%比例混合后置于玛瑙球磨罐中,采用玛瑙滚珠,尺寸为1-60毫米,进行球磨2-24小时后,将球磨好的浆料涂覆于具有氧化铝涂层的蜂窝状整体式载体上,80-120℃干燥,获得氧化铬蜂窝状整体式催化剂。
所述铬前驱体为硝酸铬、或氯化铬。
所述沉淀剂为氨水,碳酸氢铵,碳酸铵中的一种或两种。
一种由所述方法制备得到的氧化铬蜂窝状整体式催化剂。
所述氧化铬蜂窝状整体式催化剂在一氧化氮催化氧化反应中的应用。
所述催化剂应用时的反应气氛为柴油机输出污染源,NO浓度为5-10ppm,其余为各种杂质如水,粉尘,CO和空气等。
反应活性评价:将5*5*5cm催化剂置于反应平台中,通入废气,进行活性测试,风速约为0.5m/s。
所述催化剂用于柴油机废气NO催化氧化反应,能在常温吸附催化氧化NO。25oC能使NO高效催化氧化,转化率达到100%。
本发明催化剂具有反应活性高,可实现常温催化氧化的特点,能够极大的催化氧化NO,使之高效转化,这实现了常温催化氧化NO反应,对其进行常温消除。本发明催化剂原料易得,工艺简单,可实际应用。
具体实施方式
以下实例用于更详细地说明本发明,但本发明并不限于此。
实施例1:
1)采用沉淀法制备单纯氧化铬粉末催化剂,具体为:
沉淀法:称取铬前躯体10g溶解于100ml去离子水中,同时加入沉淀剂氨水,在室温搅拌5h,过滤,洗涤,100℃干燥12h,300℃煅烧4h,获得氧化铬粉末催化剂。
2)具有氧化铝涂层的蜂窝状整体式载体制备,具体为:
称取gama-Al2O330g,拟薄水铝石9g置于60g去离子水中,搅拌,加入硝酸调节PH=3,搅拌30min后,将蜂窝陶瓷载体浸渍其中,后吹扫,置于100℃烘箱干燥12h,500℃焙烧4h,获得具有氧化铝涂层的整体式载体。
3)球磨法制备氧化铬蜂窝状整体式催化剂,具体为:
将氧化铬和水按50%比例混合后置于玛瑙球磨罐中,采用玛瑙滚珠,尺寸为1-60mm,进行球磨12h后,将球磨好的浆料涂覆于具有氧化铝涂层的蜂窝状整体式载体上,100℃干燥,获得氧化铬蜂窝状整体式催化剂。
取5*5*5cm上诉所获得的催化剂在常温开始通入柴油机废气,进行活性测试,气体组成为5-10ppmNO波动,其余为空气等,风速采用0.5m/s。
实施例2:
与实施例1相比较,不同的是氧化铬和水的比例为80%,其他物料用量和操作条件与实施例1相同。
实施例3:
与实施例1相比较,不同的是加入沉淀剂为碳酸氢铵,其他物料用量和操作条件与实施例1相同。
以上实施例1-3的结果示于表1,从表1中可以看到,球磨法制备的氧化铬蜂窝整体式催化剂,在常温常压下实现了柴油机模拟废气中NO的净化,净化率达到100%,本发明催化剂实现了柴油机模拟废气中NO常温常压转化,为以后实际应用提供了基础。
表1
Claims (5)
1.一种氧化铬蜂窝状整体式催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)采用沉淀法制备单纯氧化铬粉末催化剂,具体为:
称取铬前躯体10克溶解于100毫升去离子水中,同时加入沉淀剂,在室温-80℃搅拌5小时,过滤,洗涤,80-120℃干燥12小时,200-600℃煅烧2-6小时,获得氧化铬粉末催化剂;
(2)具有氧化铝涂层的蜂窝状整体式载体制备,具体为:
称取γ-Al 2 O 3 30克,拟薄水铝石9克置于60克去离子水中,搅拌,加入硝酸调节Ph=2-4,搅拌15-60分钟后,将蜂窝陶瓷载体浸渍其中,后吹扫,置于80-120℃烘箱干燥12小时,500℃焙烧4小时,获得具有氧化铝涂层的整体式载体;
(3)球磨法制备氧化铬蜂窝状整体式催化剂,具体为:
将氧化铬和水按10-90%比例混合后置于玛瑙球磨罐中,采用玛瑙滚珠,尺寸为1-60毫米,进行球磨2-24小时后,将球磨好的浆料涂覆于具有氧化铝涂层的蜂窝状整体式载体上,80-120℃干燥,获得氧化铬蜂窝状整体式催化剂。
2.根据权利要求1所述氧化铬蜂窝状整体式催化剂的制备方法,其特征在于,所述铬前驱体为硝酸铬或氯化铬。
3.根据权利要求1所述氧化铬蜂窝状整体式催化剂的制备方法,其特征在于,所述沉淀剂为氨水,碳酸氢铵,碳酸铵中的一种或两种。
4.一种由权利要求1-3任意一项所述方法制备得到的氧化铬蜂窝状整体式催化剂。
5.由权利要求4所述氧化铬蜂窝状整体式催化剂在一氧化氮催化氧化反应中的应用。
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