CN106390917A - 一种氮氧化物吸附剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种氮氧化物吸附剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种氮氧化物吸附剂及其制备方法和应用，该氮氧化物吸附剂由以下按照重量份的原料组成：纳米凸凹棒土26‑34份、五倍子酸9‑17份、过氧化物酶5‑13份、乙酰丙酮铈1‑5份。本发明对纳米凸凹棒土与乙酰丙酮铈混合研磨，利用五倍子酸、过氧化物酶进行处理、超声作用制得的吸附剂，使吸附剂具有更高的机械强度，延长吸附剂的使用寿命，降低更换频率。该吸附剂对高浓度的氮氧化物均具有很高的处理效率，还具有净化速度快、处理效果好、吸附容量大、更换周期长等优势。本发明对人无毒害、无腐蚀性，性能稳定，操作简单，无需特殊的设备，处理过程中不会造成二次污染。本发明制备工艺简单，易于操作，成本低，高效环保，便于工业化生产。

Description

一种氮氧化物吸附剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及吸附剂技术领域，具体是一种氮氧化物吸附剂及其制备方法和应用。
背景技术
氮氧化物(氮氧化物)种类很多，常见的包括一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)， 另外还有一氧化氮二聚体（N2O2）、叠氮化亚硝酰（N4O）、三氧化氮（NO3），但主要是NO和NO2，它们是常见的大气污染物。目前工业炉窑对氮氧化物的治理方法以选择性催化还原为主，该方法投资、运行和维护成本较高，适用于大气量、连续排放的炉窑烟气氮氧化物治理。而对于间歇性、高浓度氮氧化物的治理，使用该法的可行性不高，而投资小、运行稳定、维护运行成本较低的干法吸附工艺体现出其优势。现有技术中纳米凸凹棒土是与其它多种具有相同功效的原料复配作用的，单纯的纳米凸凹棒土吸附等物理吸附方法虽对氮氧化物的净化效率很低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种净化速度快、处理效果好、吸附容量大、更换周期长的氮氧化物吸附剂及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种氮氧化物吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：纳米凸凹棒土26-34份、五倍子酸9-17份、过氧化物酶5-13份、乙酰丙酮铈1-5份。
作为本发明进一步的方案：所述氮氧化物吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：纳米凸凹棒土28-32份、五倍子酸11-15份、过氧化物酶7-11份、乙酰丙酮铈2-4份。
作为本发明进一步的方案：所述氮氧化物吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：纳米凸凹棒土30份、五倍子酸13份、过氧化物酶9份、乙酰丙酮铈3份。
本发明另一目的是提供一种氮氧化物吸附剂的制备方法，由以下步骤组成：
1）将过氧化物酶与其质量3.2倍的乙醇混合，制得过氧化物酶溶液；将五倍子酸与其质量8.3倍的去离子水混合，制得五倍子酸溶液；
2）将纳米凸凹棒土与乙酰丙酮铈混合研磨，加入五倍子酸溶液，加热至88℃并在该温度下密封搅拌处理86min，然后加入过氧化物酶溶液，降温至66℃并在该温度下搅拌处理52min，然后降至60℃并在该温度下超声处理33min，超声功率为1000W，再在98-100℃的温度下搅拌至干，然后在430℃的马弗炉中煅烧3.2h即得吸附剂。
本发明另一目的是提供所述吸附剂在氮氧化物处理中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明对纳米凸凹棒土与乙酰丙酮铈混合研磨，利用五倍子酸、过氧化物酶进行处理、超声作用制得的吸附剂，可以使吸附剂具有更高的机械强度，可延长吸附剂的使用寿命，降低更换频率。该吸附剂对高浓度的氮氧化物均具有很高的处理效率。在相同的实验条件下，该吸附剂对氮氧化物的去除效果远好于现有吸附剂，另外该吸附剂还具有净化速度快、处理效果好、吸附容量大、更换周期长等优势。本发明对人无毒害、无腐蚀性，性能稳定，操作简单，无需特殊的设备，处理速度快，处理效率高、效果理想，处理过程中不会引入其他有害物质，不会造成二次污染。本发明制备工艺简单，易于操作，成本低，高效环保，便于工业化生产。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种氮氧化物吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：纳米凸凹棒土26份、五倍子酸9份、过氧化物酶5份、乙酰丙酮铈1份。
将过氧化物酶与其质量3.2倍的乙醇混合，制得过氧化物酶溶液；将五倍子酸与其质量8.3倍的去离子水混合，制得五倍子酸溶液。将纳米凸凹棒土与乙酰丙酮铈混合研磨，加入五倍子酸溶液，加热至88℃并在该温度下密封搅拌处理86min，然后加入过氧化物酶溶液，降温至66℃并在该温度下搅拌处理52min，然后降至60℃并在该温度下超声处理33min，超声功率为1000W，再在98℃的温度下搅拌至干，然后在430℃的马弗炉中煅烧3.2h即得吸附剂。
实施例2
本发明实施例中，一种氮氧化物吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：纳米凸凹棒土34份、五倍子酸17份、过氧化物酶13份、乙酰丙酮铈5份。
将过氧化物酶与其质量3.2倍的乙醇混合，制得过氧化物酶溶液；将五倍子酸与其质量8.3倍的去离子水混合，制得五倍子酸溶液。将纳米凸凹棒土与乙酰丙酮铈混合研磨，加入五倍子酸溶液，加热至88℃并在该温度下密封搅拌处理86min，然后加入过氧化物酶溶液，降温至66℃并在该温度下搅拌处理52min，然后降至60℃并在该温度下超声处理33min，超声功率为1000W，再在100℃的温度下搅拌至干，然后在430℃的马弗炉中煅烧3.2h即得吸附剂。
实施例3
本发明实施例中，一种氮氧化物吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：纳米凸凹棒土28份、五倍子酸11份、过氧化物酶7份、乙酰丙酮铈2份。
将过氧化物酶与其质量3.2倍的乙醇混合，制得过氧化物酶溶液；将五倍子酸与其质量8.3倍的去离子水混合，制得五倍子酸溶液。将纳米凸凹棒土与乙酰丙酮铈混合研磨，加入五倍子酸溶液，加热至88℃并在该温度下密封搅拌处理86min，然后加入过氧化物酶溶液，降温至66℃并在该温度下搅拌处理52min，然后降至60℃并在该温度下超声处理33min，超声功率为1000W，再在99℃的温度下搅拌至干，然后在430℃的马弗炉中煅烧3.2h即得吸附剂。
实施例4
本发明实施例中，一种氮氧化物吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：纳米凸凹棒土32份、五倍子酸15份、过氧化物酶11份、乙酰丙酮铈4份。
将过氧化物酶与其质量3.2倍的乙醇混合，制得过氧化物酶溶液；将五倍子酸与其质量8.3倍的去离子水混合，制得五倍子酸溶液。将纳米凸凹棒土与乙酰丙酮铈混合研磨，加入五倍子酸溶液，加热至88℃并在该温度下密封搅拌处理86min，然后加入过氧化物酶溶液，降温至66℃并在该温度下搅拌处理52min，然后降至60℃并在该温度下超声处理33min，超声功率为1000W，再在99℃的温度下搅拌至干，然后在430℃的马弗炉中煅烧3.2h即得吸附剂。
实施例5
本发明实施例中，一种氮氧化物吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：纳米凸凹棒土30份、五倍子酸13份、过氧化物酶9份、乙酰丙酮铈3份。
将过氧化物酶与其质量3.2倍的乙醇混合，制得过氧化物酶溶液；将五倍子酸与其质量8.3倍的去离子水混合，制得五倍子酸溶液。将纳米凸凹棒土与乙酰丙酮铈混合研磨，加入五倍子酸溶液，加热至88℃并在该温度下密封搅拌处理86min，然后加入过氧化物酶溶液，降温至66℃并在该温度下搅拌处理52min，然后降至60℃并在该温度下超声处理33min，超声功率为1000W，再在99℃的温度下搅拌至干，然后在430℃的马弗炉中煅烧3.2h即得吸附剂。
对比例1
除不含有五倍子酸外，其原料含量及制备过程与实施例5一致。
对比例2
除不含有乙酰丙酮铈外，其原料含量及制备过程与实施例5一致。
对比例3
除不含有五倍子酸以及乙酰丙酮铈外，其原料含量及制备过程与实施例5一致。
实施例6
本实施例为高浓度氮氧化物处理实例，所属废气为银溶解产生的含氮氧化物废气，气量在11000～12000m3/h波动。
经检测，入口浓度在11000～12000mg/m3范围内波动时，本发明实施例吸附剂在各原料的相互作用下使其去除效率达99％以上，见表1。并以市售吸附剂为对比。
表1利用本实施例吸附剂对氮氧化物去除效率
进口氮氧化物浓度(mg/m3) 出口氮氧化物浓度(mg/m3) 净化率（%）
实施例1 11453 95.6 99.17
实施例2 11652 88.7 99.24
实施例3 11853 15.5 99.87
实施例4 11954 14.2 99.88
实施例5 11586 10.5 99.91
对比例1 11472 5862.5 48.90
对比例2 11258 1258.6 71.94
对比例3 11158 7966.5 37.56
市售吸附剂 11352 895.2 92.11
可知，本发明中缺少五倍子酸或乙酰丙酮铈对纳米凸凹棒土的处理作用，制得的材料对氮氧化物废气吸附作用都不高，五倍子酸或乙酰丙酮铈的共同作用，并结合其它原料等制得的材料对氮氧化物废气具有显著的吸附效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种氮氧化物吸附剂，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：纳米凸凹棒土26-34份、五倍子酸9-17份、过氧化物酶5-13份、乙酰丙酮铈1-5份。
2.根据权利要求1所述的氮氧化物吸附剂，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：纳米凸凹棒土28-32份、五倍子酸11-15份、过氧化物酶7-11份、乙酰丙酮铈2-4份。
3.根据权利要求1所述的氮氧化物吸附剂，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：纳米凸凹棒土30份、五倍子酸13份、过氧化物酶9份、乙酰丙酮铈3份。
4.一种如权利要求1-3任一所述的氮氧化物吸附剂的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：
1）将过氧化物酶与其质量3.2倍的乙醇混合，制得过氧化物酶溶液；将五倍子酸与其质量8.3倍的去离子水混合，制得五倍子酸溶液；
2）将纳米凸凹棒土与乙酰丙酮铈混合研磨，加入五倍子酸溶液，加热至88℃并在该温度下密封搅拌处理86min，然后加入过氧化物酶溶液，降温至66℃并在该温度下搅拌处理52min，然后降至60℃并在该温度下超声处理33min，超声功率为1000W，再在98-100℃的温度下搅拌至干，然后在430℃的马弗炉中煅烧3.2h即得吸附剂。
5.如权利要求1-3任一所述的吸附剂在氮氧化物处理中的应用。
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