CN105126822A

CN105126822A - 整体式低浓度一氧化氮常温氧化锰催化剂的制备方法

Info

Publication number: CN105126822A
Application number: CN201510402904.1A
Authority: CN
Inventors: 何丹农; 杨玲; 蔡婷; 高振源; 金彩虹
Original assignee: Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd
Current assignee: Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd
Priority date: 2015-07-10
Filing date: 2015-07-10
Publication date: 2015-12-09

Abstract

本发明公开了一种整体式低浓度一氧化氮常温氧化锰催化剂的制备方法，该整体式氧化锰催化剂以堇青石蜂窝陶瓷为载体，拟薄水铝石为粘结剂，将氧化锰催化剂涂覆在堇青石载体上。该整体式氧化锰催化剂制备方法较简便，成本较低，可用于低浓度一氧化氮的常温催化氧化。以柴油机尾气为污染源，其中一氧化氮浓度为1.0-2.5ppm时，该整体式氧化锰催化剂对一氧化氮的净化率最高可达94.6%。

Description

整体式低浓度一氧化氮常温氧化锰催化剂的制备方法

技术领域

本发明涉及整体式低浓度一氧化氮常温氧化锰催化剂及其制备方法，适用于环境污染物NO的常温催化氧化，在环境净化领域具有应用前景。

背景技术

随着汽车保有量日益增加，半封闭空间（如地下停车场、隧道等）中有害气体造成的空气污染成为突出的问题。由于在半封闭空间中空气流动较差，再加上机动车冷启动或频繁启动，造成所排放的污染物不断累积，以致如颗粒物、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NO_x）、二氧化硫（SO₂）和碳氢化合物（HC）等污染物含量远超国家二级空气质量标准。氮氧化物（NO_x）为其中一种污染物，主要包括一氧化氮（NO，90%）和二氧化氮（NO₂，10%），NO对血红蛋白的亲和力非常强，是氧的数十万倍，一旦NO进入血液中，就会与血红蛋白牢牢地结合在一起，使人体缺氧，生命安全受到极大的危害。因此，本文中废气的净化研究主要针对一氧化氮的常温进化。

通过专利和学术文献检索，氧化锰催化剂具有丰富的晶格氧和表面氧，导致该催化剂显示出较好的催化性能。研究发现氧化锰催化剂对低浓度一氧化氮具有较好的催化氧化能力，但是目前的研究仅限于粉末状催化剂，并不适用于工业上空气污染物的治理，而整体式催化剂很好的解决了这一问题，可以使空气污染物与催化剂接触较均匀，利用率高，并提供了较高的空速。

发明内容

本发明目的是为了克服上述现有低浓度氮氧化物治理技术存在的不适用于工业化应用的缺陷，提供了一种可工业化应用的整体式氧化锰催化剂的制备方法。

一种整体式低浓度一氧化氮常温氧化锰催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）氧化锰催化剂的制备：

分别配制240mL0.3mol/L氯化亚锰及0.2mol/L高锰酸钾溶液，将上述两种溶液混合并常温搅拌4h，将反应后的溶液进行过滤洗涤后放入50℃烘箱中干燥12h，得到棕褐色固体即为氧化锰催化剂；

（2）整体式氧化锰催化剂的制备：

将氧化锰催化剂和拟薄水铝石均匀分散在水中，然后边搅拌边滴加硝酸溶液，使拟薄水铝石完全解胶，继续搅拌一定时间形成浆料，将堇青石蜂窝载体浸泡在浆料中，取出后用高压气枪吹扫多余浆料，放入50-100℃烘箱中干燥8-24h，得到整体式氧化锰催化剂。

步骤（2）中，所述的浆料的固含量为22%-26%。

步骤（2）中，所述的氧化锰催化剂与拟薄水铝石的质量比为（1.8-5）：1；所述的拟薄水铝石与硝酸的摩尔比为（9.0-24.0）：1。

所述的整体式低浓度一氧化氮常温氧化锰催化剂可用于常温、低浓度下一氧化氮的催化氧化，特别适用于地下停车上或道路隧道等半封闭空间中低浓度一氧化氮的催化氧化。

所述的整体式氧化锰催化剂用于一氧化氮催化氧化反应时，反应气氛为柴油机尾气，其中一氧化氮浓度为1.0-2.5ppm。

反应活性评价：将上述获得的催化剂在室温下通入反应气，进行活性测试，空速10000h^-1。

本发明的制备方法工艺简单，反应参数易于控制，原料来源广，成本低，便于普及。

附图说明

图1为本发明实施例1~6制备的整体式氧化锰催化剂对NO净化效率结果。

具体实施方式

下面结合具体实施例进行详细说明：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具体操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

实施例1：

（1）氧化锰催化剂的制备

分别配制240mL0.3mol/L氯化锰及0.2mol/L高锰酸钾溶液，将上述两种溶液混合并常温搅拌4h后过滤洗涤，放入50^oC烘箱中干燥12h，得到棕褐色固体即为氧化锰催化剂。

（2）整体式氧化锰催化剂的制备

将上述制备的7.0g氧化锰催化剂，3.5g拟薄水铝石均匀分散在水溶液中，然后边搅拌边滴加7.0mL0.2mol/L硝酸溶液，使拟薄水铝石完全解胶，继续搅拌一定时间形成浆料，将堇青石蜂窝载体（5*5*5cm）浸泡在浆料中，取出后用高压气枪吹扫多余浆料，放入50^oC烘箱中干燥12h，得到整体式氧化锰催化剂。

将该整体式氧化锰催化剂料放入反应装置中，通入反应气，NO净化率最高为63.2%。

实施例2：

与实施例1相比较，不同的是氧化锰催化剂的质量为8.0g，其它物料用量和操作条件均与实施例1相同，NO净化率最高约为48.6%。

实施例3：

与实施例2相比较，不同的是拟薄水铝石的质量为4.0g，其它物料用量和操作条件均与实施例2相同，NO净化率最高为65.6%。

实施例4：

与实施例2相比较，不同的是拟薄水铝石的质量为4.5g，其它物料用量和操作条件均与实施例2相同，NO净化率最高为94.6%。

实施例5：

与实施例2相比较，不同的是硝酸溶液的体积为5.0mL，其它物料用量和操作条件均与实施例2相同，NO净化率最高为46.6%。

实施例6：

与实施例1相比较，不同的是氧化锰催化剂的质量为10.0g，拟薄水铝石的质量为2.0g，其它物料用量和操作条件均与实施例1相同，NO净化率最高为70.2%。

Claims

1.一种整体式低浓度一氧化氮常温氧化锰催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）氧化锰催化剂的制备：

（2）整体式氧化锰催化剂的制备：

2.根据权利要求1所述整体式低浓度一氧化氮常温氧化锰催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的浆料的固含量为22%-26%。

3.根据权利要求1或2所述整体式低浓度一氧化氮常温氧化锰催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的氧化锰催化剂与拟薄水铝石的质量比为（1.8-5）：1；所述的拟薄水铝石与硝酸的摩尔比为（9.0-24.0）：1。