CN106925034B - 一种脱硝功能聚苯硫醚复合滤料的制备方法 - Google Patents
一种脱硝功能聚苯硫醚复合滤料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106925034B CN106925034B CN201710288515.XA CN201710288515A CN106925034B CN 106925034 B CN106925034 B CN 106925034B CN 201710288515 A CN201710288515 A CN 201710288515A CN 106925034 B CN106925034 B CN 106925034B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catalyst
- carbon nano
- polyphenylene sulfide
- fiber
- manganese dioxide
- 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.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 title claims abstract description 25
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 58
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 47
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 27
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229920006389 polyphenyl polymer Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 3
- RCEAADKTGXTDOA-UHFFFAOYSA-N OS(O)(=O)=O.CCCCCCCCCCCC[Na] Chemical compound OS(O)(=O)=O.CCCCCCCCCCCC[Na] RCEAADKTGXTDOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 claims description 11
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N dodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 6
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 6
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 6
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 229920000784 Nomex Polymers 0.000 claims description 2
- GOPYZMJAIPBUGX-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[Mn+4] Chemical compound [O-2].[O-2].[Mn+4] GOPYZMJAIPBUGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 2
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 239000004763 nomex Substances 0.000 claims description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 2
- 241000790917 Dioxys <bee> Species 0.000 claims 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N fluoroethene Chemical compound FC=C XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 4
- 125000003438 dodecyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OXHNLMTVIGZXSG-UHFFFAOYSA-N 1-Methylpyrrole Chemical compound CN1C=CC=C1 OXHNLMTVIGZXSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OQVYMXCRDHDTTH-UHFFFAOYSA-N 4-(diethoxyphosphorylmethyl)-2-[4-(diethoxyphosphorylmethyl)pyridin-2-yl]pyridine Chemical compound CCOP(=O)(OCC)CC1=CC=NC(C=2N=CC=C(CP(=O)(OCC)OCC)C=2)=C1 OQVYMXCRDHDTTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N pyrrolidin-2-one Chemical compound O=C1CCCN1 HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007688 edging Methods 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 150000004040 pyrrolidinones Chemical class 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- MERJTCXDDLWWSK-UHFFFAOYSA-N 1-methylpyrrole pyrrolidin-2-one Chemical compound CN1C=CC=C1.N1C(CCC1)=O MERJTCXDDLWWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000003500 flue dust Substances 0.000 description 1
- 230000005802 health problem Effects 0.000 description 1
- 229910003439 heavy metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910021392 nanocarbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005619 thermoelectricity Effects 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GFNGCDBZVSLSFT-UHFFFAOYSA-N titanium vanadium Chemical compound [Ti].[V] GFNGCDBZVSLSFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
- B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/32—Manganese, technetium or rhenium
- B01J23/34—Manganese
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/58—Fabrics or filaments
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种脱硝功能聚苯硫醚复合滤料的制备方法，其步骤如下：以聚偏氟乙烯为粘结剂，N‑甲基吡咯烷酮为溶剂，首先将聚偏氟乙烯与二氧化锰/纳米碳纤维催化剂研磨混合均匀，然后滴加N‑甲基吡咯烷酮，将催化剂制成浆液并磨压涂覆于聚苯硫醚滤料表面上，使滤料表面的催化剂能够随着N‑甲基吡咯烷酮充分渗进滤料内部，最后通过干燥制得催化过滤滤料。本发明所包覆的催化剂含有纳米碳纤维，使得滤料的强度和耐腐性都得到较大的提高。本发明的制备工艺具有简单、快速、环境友好、对仪器设备要求低和适用于任何温度等优点，为脱硝功能复合滤料的制备和应用提供新的思路和方法。
Description
技术领域
本发明属于功能滤料技术领域，尤其涉及一种脱硝功能聚苯硫醚复合滤料的制备方法。
背景技术
煤炭是我国最主要的一次能源，占中国能源组成70%以上，目前中国的煤炭需求量占全世界需求量的43%左右，在以后相当长时期内难以改变以煤为主要能源的事实。而我国以煤炭为主题的能源结构，也决定了我国电力以火力火电为主，电厂大部分为燃煤电厂。众所周知，煤炭燃烧会产生大量的污染物，包括粉尘、重金属、硫氧化物和氮氧化物等，电力生产所带来的环境污染问题已经越来越受到人们关注。滤袋除尘器是目前公认的在治理工业粉尘和烟尘方面最有效的技术设备之一，在治理大气污染实际工程应用中，除尘效率高达99.99%，其中聚苯硫醚滤料是电厂燃煤锅炉和垃圾焚烧炉滤袋主要采用的除尘滤料。
但是，作为大气的主要污染物氮氧化物（NOx）还没有有效的控制方法，它能引起雾霾、光化学烟雾、臭氧层破坏及一系列人体健康问题。当前应用最广泛、技术最成熟的治理工业源NOx的技术是以氨气(NH3)为还原剂的选择性催化还原法(SCR)，由于其具有实用性和高效性，现已成为脱氮领域的特点。
已商业化的钒钛催化剂V2O5/TiO2的起活温度在中温段(300～400℃)，该温度段是将脱硝设备置于脱硫除尘装置之前，因此该催化剂在高灰量和高SO2环境下容易失活，因此经济性高且适用于末端处理的低温（＜200℃）SCR技术成为研究人员关注的热点。
国外对同时除尘和脱硝技术的研究进行的比较早，但也只有少数的相关报道，而国内在这方面的研究几乎还是空白。一方面，由于复合滤料在使用过程中不断的受到气流的作用，因此要求制备的脱硝功能复合滤料具有很强的牢固性。但另一方面，聚苯硫醚滤料表面非常光滑且极具惰性，因此要将无机粉末状的催化剂牢固地附着在滤料纤维表面是非常困难的。因此，研究一种能够均匀且牢固地负载脱硝催化剂的方法，具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种脱硝功能聚苯硫醚复合滤料的制备方法，该法制备的催化功能复合滤料以聚偏氟乙烯为粘结剂，使得催化剂与滤料结合更加牢固，延长了脱硝复合滤料的使用寿命。由于加入了纳米碳纤维，使得滤料的强度和耐腐性都得到较大的提高。
为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种脱硝功能聚苯硫醚复合滤料的制备方法，以聚偏氟乙烯为粘结剂，N-甲基吡咯烷酮为溶剂，首先将聚偏氟乙烯与二氧化锰/纳米碳纤维催化剂研磨混合均匀，然后滴加N-甲基吡咯烷酮，制成浆液后磨压涂覆于聚苯硫醚滤料表面上，使聚苯硫醚滤料表面的二氧化锰/纳米碳纤维催化剂能够随着N-甲基吡咯烷酮充分渗进滤料内部，最后通过干燥制得功能复合滤料；所述二氧化锰/纳米碳纤维催化剂为将经表面活性剂改性过的纳米碳纤维悬浮液，与高锰酸钾溶液混合，通过液相共沉淀法制得。
所述聚苯硫醚滤料为聚苯硫醚针刺毡滤料，它是以聚苯硫醚纤维为原料，经开松、复合混料、梳理、铺网、针刺、热定型和烧毛压光制备而成的，平均孔径为37 μm。
所述聚偏氟乙烯的质量占二氧化锰/纳米碳纤维催化剂质量的5%。
所述脱硝功能聚苯硫醚复合滤料负载有20-60g/m2的二氧化锰，所述二氧化锰/纳米碳纤维催化剂中，Mn的摩尔数和与纳米碳纤维中C的摩尔数之比在2%~10%。
如上所述的脱硝功能聚苯硫醚复合滤料的的制备方法，具体步骤包括：
步骤一、将纳米碳纤维加入到0.1-0.8g/L的十二烷基硫酸钠溶液搅拌混合均匀，并置于超声波清洗器进行超声分散1-3h，使十二烷基硫酸钠充分吸附在纳米碳纤维表面；
步骤二、将反应体系升温至50-90℃并缓慢滴加高锰酸钾溶液，使高锰酸钾与滤料表面吸附的十二烷基硫酸钠反应，生成无定形二氧化锰；其中高锰酸钾与十二烷基硫酸钠的质量比为0.1-1:1，反应时间为1-4h；
步骤三、将步骤二所得物质经过滤、洗涤，放入100-120℃真空干燥箱中烘干得到二氧化锰/纳米碳纤维催化剂，并将其研磨至粉末状，过筛备用；
步骤四、将步骤三制得的催化剂与聚偏氟乙烯固体研磨至粉末状并滴加N-甲基吡咯烷酮，制成浆液后磨压涂覆于聚苯硫醚滤料表面上，磨压过程中不断滴加N-甲基吡咯烷酮，使聚苯硫醚滤料表面的二氧化锰/纳米碳纤维催化剂能够随着N-甲基吡咯烷酮充分渗进滤料内部，然后烘干N-甲基吡咯烷酮；
步骤五、重复步骤四1~4次，获得二氧化锰负载量为20-60g/m2脱硝功能聚苯硫醚复合滤料。
所述催化过滤滤料可用于同时除尘和脱硝脱除，并且具有优异的脱硝率，180℃可达85%。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明制备的催化功能聚苯硫醚复合滤料以聚偏氟乙烯为粘结剂，使得催化剂与滤料结合更加牢固，延长了脱硝复合滤料的使用寿命；由于加入了纳米碳纤维，使得滤料的强度和耐腐性都得到较大的提高；
（2）本发明制备工艺具有简单、快速、环境友好、对仪器设备要求低和适用于任何温度等优点，为脱硝功能聚苯硫醚复合滤料的制备和应用提供新的思路和方法。
附图说明
图1脱硝功能聚苯硫醚复合滤料（A，B，C，D）的SEM图；
图2脱硝功能聚苯硫醚复合滤料的NO转化率图；
图3脱硝功能聚苯硫醚复合滤料纤维表面元素成分分析图；
图4脱硝性能测试的实验装置图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
实施例1
将0.3g纳米碳纤维加入到50mL去离子水中搅拌溶解，并加入0.0237g的十二烷基硫酸钠，配置成浓度为0.47g/L的十二烷基硫酸钠溶液，并置于超声波清洗器进行超声分散1h，使十二烷基硫酸钠充分吸附在纳米碳纤维表面。将反应体系升温至70℃并缓慢滴加高锰酸钾溶液，使高锰酸钾与滤料表面吸附的十二烷基硫酸钠反应，生成无定形二氧化锰；其中高锰酸钾与十二烷基硫酸钠的质量比为0.05:1，反应时间为3h；最后将获得的催化剂经过滤、洗涤、放入100℃真空干燥箱中烘干得到二氧化锰/纳米碳纤维催化剂，并将其研磨至粉末状，过筛备用；
将上述制备的0.3g催化剂与0.015g聚偏氟乙烯固体研磨至粉末状并滴加N-甲基吡咯烷酮，将催化剂制成浆液并磨压涂覆于直径为3.8cm的圆形聚苯硫醚滤料表面上，边磨边压滴加N-甲基吡咯烷酮，使催化剂渗进滤料内部，然后烘干N-甲基吡咯烷酮。重复上述步骤2次，获得二氧化锰负载量为35g/m2脱硝功能复合滤料。
该复合滤料的脱硝性能在自制管式SCR反应器中进行评价。测试条件：[NO]=[NH3]= 400 ppm，[O2]= 5%，N2 为平衡气，气体流速为700mL• min-1，温度设置为180oC，用英国KM940烟气分析仪测得脱硝效率为75%。
实施例2
将0.3g纳米碳纤维加入到50mL去离子水中搅拌溶解，并加入0.0316g的十二烷基硫酸钠，配置成浓度为0.72g/L的十二烷基硫酸钠溶液，并置于超声波清洗器进行超声分散1.5h，使十二烷基硫酸钠充分吸附在纳米碳纤维表面。将反应体系升温至80℃并缓慢滴加高锰酸钾溶液，使高锰酸钾与滤料表面吸附的十二烷基硫酸钠反应，生成无定形二氧化锰；其中高锰酸钾与十二烷基硫酸钠的质量比为0.1:1，反应时间为2h；最后将获得的催化剂经过滤、洗涤、放入105℃真空干燥箱中烘干得到二氧化锰/纳米碳纤维催化剂，并将其研磨至粉末状，过筛备用；
将上述制备的0.3g催化剂与0.015g聚偏氟乙烯固体研磨至粉末状并滴加N-甲基吡咯烷酮，将催化剂制成浆液并磨压涂覆于直径为3.8cm的圆形聚苯硫醚滤料表面上，边磨边压滴加N-甲基吡咯烷酮，使催化剂渗进滤料内部，然后烘干N-甲基吡咯烷酮。重复上述步骤3次，获得二氧化锰负载量为45g/m2脱硝功能复合滤料。
该复合滤料的脱硝性能在自制管式SCR反应器中进行评价。测试条件：[NO]=[NH3]= 400 ppm，[O2]= 5%， N2 为平衡气，气体流速为700mL• min-1，温度设置为180oC，用英国KM940烟气分析仪测得脱硝效率为85%。
实施例3
将0.3g纳米碳纤维加入到50mL去离子水中搅拌溶解，并加入0.0237g的十二烷基硫酸钠，配置成浓度为0.47g/L的十二烷基硫酸钠溶液，并置于超声波清洗器进行超声分散2h，使十二烷基硫酸钠充分吸附在纳米碳纤维表面。将反应体系升温至85℃并缓慢滴加高锰酸钾溶液，使高锰酸钾与滤料表面吸附的十二烷基硫酸钠反应，生成无定形二氧化锰；其中高锰酸钾与十二烷基硫酸钠的质量比为0.05:1，反应时间为2h；最后将获得的催化剂经过滤、洗涤、放入115℃真空干燥箱中烘干得到二氧化锰/纳米碳纤维催化剂，并将其研磨至粉末状，过筛备用；
将上述制备的0.2g催化剂与0.01g聚偏氟乙烯固体研磨至粉末状并滴加N-甲基吡咯烷酮，将催化剂制成浆液并磨压涂覆于直径为3.8cm的圆形聚苯硫醚滤料表面上，边磨边压滴加N-甲基吡咯烷酮，使催化剂渗进滤料内部，然后烘干N-甲基吡咯烷酮。重复上述步骤4次，获得二氧化锰负载量为60g/m2脱硝功能复合滤料。
该复合滤料的脱硝性能在自制管式SCR反应器中进行评价。测试条件：[NO]=[NH3]= 400 ppm，[O2]= 5%，N2 为平衡气，气体流速为700mL• min-1，温度设置为180oC，用英国KM940烟气分析仪测得脱硝效率为61%。
实施例4
将0.3g纳米碳纤维加入到50mL去离子水中搅拌溶解，并加入0.0237g的十二烷基硫酸钠，配置成浓度为0.47g/L的十二烷基硫酸钠溶液，并置于超声波清洗器进行超声分散1h，使十二烷基硫酸钠充分吸附在纳米碳纤维表面。将反应体系升温至70℃并缓慢滴加高锰酸钾溶液，使高锰酸钾与滤料表面吸附的十二烷基硫酸钠反应，生成无定形二氧化锰；其中高锰酸钾与十二烷基硫酸钠的质量比为0.2:1，反应时间为1h；最后将获得的催化剂经过滤、洗涤、放入105℃真空干燥箱中烘干得到二氧化锰/纳米碳纤维催化剂，并将其研磨至粉末状，过筛备用；
将上述制备的0.2g催化剂与0.01g聚偏氟乙烯固体研磨至粉末状并滴加N-甲基吡咯烷酮，将催化剂制成浆液并磨压涂覆于直径为3.8cm的圆形聚苯硫醚滤料表面上，边磨边压滴加N-甲基吡咯烷酮，使催化剂渗进滤料内部，然后烘干N-甲基吡咯烷酮。重复上述步骤3次，获得二氧化锰负载量为48g/m2脱硝功能复合滤料。
该复合滤料的脱硝性能在自制管式SCR反应器中进行评价。测试条件：[NO]=[NH3]= 400 ppm，[O2]= 5%，N2 为平衡气，气体流速为700mL• min-1，温度设置为180oC，用英国KM940烟气分析仪测得脱硝效率为68%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种脱硝功能聚苯硫醚复合滤料的制备方法，其特征在于：以聚偏氟乙烯为粘结剂，N-甲基吡咯烷酮为溶剂，在聚苯硫醚滤料上负载纳米级脱硝催化剂；首先将聚偏氟乙烯与二氧化锰/纳米碳纤维催化剂研磨混合均匀，然后滴加N-甲基吡咯烷酮，制成浆液后磨压涂覆于聚苯硫醚滤料表面上，使聚苯硫醚滤料表面的二氧化锰/纳米碳纤维催化剂能够随着N-甲基吡咯烷酮充分渗进滤料内部，最后通过干燥制得功能复合滤料；所述二氧化锰/纳米碳纤维催化剂为将经表面活性剂改性过的纳米碳纤维悬浮液，与高锰酸钾溶液混合，通过液相共沉淀法制得；具体步骤如下：
步骤一、将纳米碳纤维加入到0.1-0.8g/L的十二烷基硫酸钠溶液搅拌混合均匀，并置于超声波清洗器进行超声分散1-3h，使十二烷基硫酸钠充分吸附在纳米碳纤维表面；
步骤二、将反应体系升温至50-90℃并缓慢滴加高锰酸钾溶液，其中高锰酸钾与十二烷基硫酸钠的质量比为0.1-1:1，反应时间为1-4h；
步骤三、将步骤二所得物质经过滤、洗涤，放入100-120℃真空干燥箱中烘干得到二氧化锰/纳米碳纤维催化剂，并将其研磨至粉末状，过筛备用；
步骤四、将步骤三制得的催化剂与聚偏氟乙烯固体研磨至粉末状并滴加N-甲基吡咯烷酮，制成浆液后磨压涂覆于聚苯硫醚滤料表面上，磨压过程中不断滴加N-甲基吡咯烷酮，使聚苯硫醚滤料表面的二氧化锰/纳米碳纤维催化剂能够随着N-甲基吡咯烷酮充分渗进滤料内部，然后烘干N-甲基吡咯烷酮；
步骤五、重复步骤四1~4次，获得二氧化锰负载量为20-60g/m2脱硝功能聚苯硫醚复合滤料。
2.如权利要求1所述的一种脱硝功能聚苯硫醚复合滤料的制备方法，其特征在于：所述的聚苯硫醚滤料是聚苯硫醚针刺毡滤料，以聚苯硫醚纤维为原料，经开松、复合混料、梳理、铺网、针刺、热定型和烧毛压光制备而成的，平均孔径为37 μm。
3.如权利要求1所述的一种脱硝功能聚苯硫醚复合滤料的制备方法，其特征在于：聚偏氟乙烯的质量占二氧化锰/纳米碳纤维催化剂质量的5%。
4.如权利要求1所述的一种脱硝功能聚苯硫醚复合滤料的制备方法，其特征在于：所述脱硝功能聚苯硫醚复合滤料负载有20-60g/m2的二氧化锰。
5.如权利要求1所述的一种脱硝功能聚苯硫醚复合滤料的制备方法，其特征在于：所述二氧化锰/纳米碳纤维催化剂中，Mn的摩尔数与纳米碳纤维中C的摩尔数之比在2%~10%。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710288515.XA CN106925034B (zh) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 一种脱硝功能聚苯硫醚复合滤料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710288515.XA CN106925034B (zh) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 一种脱硝功能聚苯硫醚复合滤料的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106925034A CN106925034A (zh) | 2017-07-07 |
| CN106925034B true CN106925034B (zh) | 2018-12-25 |
Family
ID=59438151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710288515.XA Active CN106925034B (zh) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 一种脱硝功能聚苯硫醚复合滤料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106925034B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109092054B (zh) * | 2018-09-13 | 2021-02-02 | 东南大学 | 一种Mn-Ce-Fe-Co四元催化功能PPS滤料的气相原位氧化制备方法 |
| CN111992195B (zh) * | 2020-07-09 | 2023-02-28 | 中山大学 | 一种新型固相微萃取涂层粘结剂及其制备的探针涂层 |
| CN112337318B (zh) * | 2020-09-28 | 2022-12-02 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种聚苯硫醚/多孔碳纳米纤维复合膜及制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102568855A (zh) * | 2012-03-12 | 2012-07-11 | 重庆大学 | 碳材料负载二氧化锰纳米线阵列复合材料及其制备方法 |
| CN103071484A (zh) * | 2013-01-10 | 2013-05-01 | 上海大学 | 二氧化锰纳米片/碳纳米管核壳结构脱硝催化剂的制备方法 |
| CN104001371A (zh) * | 2014-05-30 | 2014-08-27 | 福州大学 | 一种废弃除尘滤料的回收利用方法 |
-
2017
- 2017-04-27 CN CN201710288515.XA patent/CN106925034B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102568855A (zh) * | 2012-03-12 | 2012-07-11 | 重庆大学 | 碳材料负载二氧化锰纳米线阵列复合材料及其制备方法 |
| CN103071484A (zh) * | 2013-01-10 | 2013-05-01 | 上海大学 | 二氧化锰纳米片/碳纳米管核壳结构脱硝催化剂的制备方法 |
| CN104001371A (zh) * | 2014-05-30 | 2014-08-27 | 福州大学 | 一种废弃除尘滤料的回收利用方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Surface modified catalytically grown carbon nanofibers/MnO2 composites for use in supercapacitor;Fitri Nur Indah Sari，et al;《Thin Solid Films》;20161201;第620卷;第54-63页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106925034A (zh) | 2017-07-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102350340B (zh) | 一种能够氧化零价汞的复合型烟气脱硝催化剂 | |
| CN106512552B (zh) | 原位负载三元脱硝抗硫催化剂的复合滤料及其制备方法 | |
| CN106215522B (zh) | 在滤料上原位生成纳米花状二氧化锰催化剂的方法 | |
| CN106925034B (zh) | 一种脱硝功能聚苯硫醚复合滤料的制备方法 | |
| CN103212245B (zh) | 一种含有MnO2催化剂的除尘滤料及其制备方法和应用 | |
| CN102335604B (zh) | 具有纳米核壳结构的scr低温脱硝催化剂及其制备方法 | |
| CN103801154B (zh) | 具有TiO2薄膜保护层的催化过滤滤料及其制备方法 | |
| CN109382093A (zh) | 一种锰氧化物负载型常温催化剂的制备方法及应用 | |
| CN106731226B (zh) | 一步原位合成法制备二元脱硝抗硫催化剂负载滤料的方法 | |
| CN103157480B (zh) | 一种氧化钒/铁氧化物脱硝催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN109099443A (zh) | 一种工业废气一次性净化处理装置 | |
| CN104888806A (zh) | 一种失活钒钛基蜂窝状脱硝催化剂联合脱硝脱汞改性的再生方法 | |
| CN104971736A (zh) | 一种天然铁锰复合氧化物scr脱硝催化剂及利用其对烟气脱销的方法 | |
| CN107282066A (zh) | 一种基于天然锰铁矿石的scr脱硝催化剂及其制备和应用方法 | |
| CN104001371A (zh) | 一种废弃除尘滤料的回收利用方法 | |
| CN103191603A (zh) | 一种具有脱硝和除尘功能的催化过滤滤料及其制备方法 | |
| Yang et al. | Mn-Ce-Nb-Ox/P84 catalytic filters prepared by a novel method for simultaneous removal of particulates and NO | |
| CN112169583A (zh) | 一种垃圾焚烧电厂烟气脱硝方法 | |
| CN110354892B (zh) | 氧化物改性mcm-48分子筛的制备方法及其在脱硝协同脱汞中的应用 | |
| Li et al. | Recent advances in catalytic filters for integrated removal of dust and NOx from flue gas: fundamentals and applications | |
| CN103657591A (zh) | 一种用于烟气脱汞的硝酸改性活性炭吸附剂、其制备方法及用途 | |
| CN113663416B (zh) | 一种负载型ptfe纤维滤料及其制备方法 | |
| CN107252628A (zh) | 一种烟气脱硫脱硝除尘系统 | |
| CN105289492B (zh) | 一种多功能脱硫脱硝脱汞吸附剂及其制备和应用 | |
| CN107890706A (zh) | 一种负载中空结构脱硝抗硫催化剂的复合滤料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |