CN107511152A - 一种可用于汽车尾气NOx高效催化的纳米多孔网柱材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种可用于汽车尾气NOx高效催化的纳米多孔网柱材料及其制备方法，属于环保净化材料制备技术领域。该纳米多孔网柱材料由不锈钢及其孔隙表面原位生长的Fe2.44Cr0.47Mn0.09O4尖晶石纳米颗粒材料组成，该纳米颗粒尺寸为10~465nm。将不锈钢多孔网柱分别于无水酒精、5‑10%NaHCO3溶液、2‑6%硫酸溶液中超声15‑60分钟，后用二次水洗净；然后该多孔网柱放入80‑100mL混合溶液（含0.5~5ml氨水、30~60gNaOH）中，于220~300℃条件下水热反应12~60h；产物冷却至室温，经超声洗涤后在30~90℃干燥10~72小时；后在350~450℃煅烧4~8小时，自然降温，从而得到本发明所述的可用于汽车尾气NOx高效催化的纳米多孔网柱材料。该材料的制备成本低，催化效果好，在汽车尾气NOx催化方面具有较好前景。
Description
技术领域
本发明属于环保净化材料制备技术领域，具体涉及一种可用于汽车尾气NOx高效催化的纳米多孔网柱材料及其制备方法。
背景技术
目前已有较多的纳米材料用于汽车尾气的催化净化领域，使尾气中NOx通过催化转化，从而无害化排放。Fe2.44Cr0.47Mn0.09O4尖晶石纳米材料具有较高的比表面积、良好的热稳定性，能用于催化剂、生物医学材料和磁性材料领域。该纳米材料通过烧结后，催化性能得到一定提升，可用于汽车尾气净化催化剂领域。
纳米材料制备方法主要有气相沉积法、低温等离子化学沉积法、机械粉碎法、固相化学反应法、热分解法、氧化沉淀法、胶体化学法等。以上这些制备方法目前还存在一些问题，如制备成本较高、产率较低或粒子容易团聚等。本发明所述制备方法以不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱作为起始反应原料，利用多孔网柱的孔隙多、比表面积大、网丝表面可参与水热反应等特点，在碱性溶液中通过近临界水热反应，在网柱孔隙表面原位生长尖晶石纳米颗粒材料（Fe2.44Cr0.47Mn0.09O4）。该制备方法步骤简单、成本低、易大规模制备，具有较大的推广前景。所制备的纳米多孔网柱材料具有催化位点多、尖晶石纳米颗粒附着牢固等优点，对汽车尾气中的NOx有较好的催化净化效果，在400 ℃时对NOX的转化率最高接近95%。
发明内容
本发明的目的是提供一种可用于汽车尾气NOx高效催化的纳米多孔网柱材料及其制备方法。本发明所述的纳米多孔网柱材料由不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱在220~ 300℃水热反应下进行制备，通过调节反应温度、反应时间、溶剂比例、后处理煅烧过程来调节多孔网柱孔隙表面尖晶石纳米微粒的粒径、形貌，进而调变其催化性能。以上网柱孔隙表面生长的尖晶石纳米微粒的组成为Fe2.44Cr0.47Mn0.09O4。
本发明所述的纳米多孔网柱材料具有如下特点：制备简单，无需昂贵设备，成本低廉，比表面积大，催化位点多，尖晶石纳米颗粒附着牢固，处理过程绿色环保，很有应用前景，并可应用于汽车尾气中氮氧化物NOx的高效催化净化。
所述的不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱，按质量百分数计，含C≤0.03%，
Mn≤2.00%，P≤0.045%，S≤0.030%，Ni:10.0-14.0%，Cr:16.0-18.0%，其余诸如钴（Co）、锌（Zn）等杂质由于在不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱中含量太低，低于一般仪器的检出限，故可略去。
本发明所述的可用于NOx（x的取值范围是1或2）高效催化的纳米多孔网柱材料及其制备方法，其制备步骤如下：
（1）将不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱（网柱直径为1.5~2.5 cm，网柱高为1-3 cm，网柱孔隙直径为0.05 -1mm，网柱孔隙率为50% - 98%）分别放在无水酒精、5-10%NaHCO3溶液、2-6%硫酸溶液中超声15-60分钟，后用二次水洗净；
（2）将步骤（1）处理得到的不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱放入80-100 mL混合溶液中，该混合溶液的组成为0.5 ~ 5ml 氨水、30 ~ 60g NaOH，其余为去离子水；
（3）将步骤（2）得到的不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱及混合溶液于220~ 300℃条件下水热反应12~ 60h；
（4）将步骤（3）得到的反应产物冷却至室温，然后先后在无水酒精、一次水、去离子水中超声0.5~20h，去除不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱上残留的杂质；
（5）将步骤（4）得到的产物在30 ~ 90℃下进行干燥10~72小时；
（6）将步骤（5）得到的干燥产物在350~450℃煅烧4~8小时，自然降温到室温，从而得到本发明所述的可用于汽车尾气NOx高效催化的纳米多孔网柱材料。
该纳米多孔网柱材料可以通过调节反应温度、反应时间、溶剂比例、后处理煅烧过程来调节网柱孔隙表面原位生长的尖晶石纳米颗粒材料（Fe2.44Cr0.47Mn0.09O4）的粒径（10~465 nm），进而获得对氮氧化物具有不同催化性能的纳米多孔网柱材料。
所述的可用于汽车尾气NOx催化的纳米多孔网柱材料是由不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱在220~ 300℃的水热反应下进行制备的，该材料的催化性能来自于该纳米多孔网柱材料较丰富的孔隙结构、较大的比表面积、Fe2.44Cr0.47Mn0.09O4纳米颗粒较强的催化性能。
本发明纳米多孔网柱材料有以下几个优点：
该材料的制备成本低，原料廉价，孔隙多、比表面积大、孔隙表面尖晶石纳米颗粒附着牢固、处理过程绿色环保，不需要复杂仪器设备，在汽车尾气氮氧化物NOx催化方面具有较好的市场前景。
附图说明
图1：纳米多孔网柱孔隙表面原位生长的Fe2.44Cr0.47Mn0.09O4纳米颗粒的能谱图。从能谱图可看出该纳米颗粒材料的Fe、Cr、Mn、O元素的原子摩尔数比例分别为34.81 %、6.72%、0.81%、57.66 %，在误差范围内符合ICP对该纳米颗粒粉体所测的各元素含量比例数值，即Fe2.44Cr0.47Mn0.09O4。图1对应实施例1的能谱图，其他实施例的纳米多孔网柱孔隙表面原位生长的Fe2.44Cr0.47Mn0.09O4纳米颗粒的能谱图与实施例1相类似。
图2：纳米多孔网柱孔隙表面原位生长的Fe2.44Cr0.47Mn0.09O4纳米颗粒的XRD图。该纳米颗粒粉末的XRD峰与粉末衍射标准联合委员会（JCPDS）中尖晶石结构的卡片相吻合，所测谱图中六处主要的晶格衍射峰均与尖晶石结构特征峰相符合，证明所制备的纳米颗粒材料Fe2.44Cr0.47Mn0.09O4为尖晶石结构。图2对应实施例1的XRD图，其他实施例的纳米多孔网柱孔隙表面原位生长的纳米颗粒材料的XRD图与实施例1相类似。
图3：原料在不同混合溶液配比和反应温度下水热反应所得的产物，再经400℃煅烧最终所获得的纳米多孔网柱孔隙表面的Fe2.44Cr0.47Mn0.09O4纳米颗粒的SEM图（见实施例1- 4）。样品a（图3a），见实施例1；样品b（图3b），见实施例2；样品c（图3c），见实施例3；样品d（图3d），见实施例4。由图3可以看出该纳米颗粒尺寸主要分布在11 ~ 38nm间。
图4 ~ 7：原料在不同混合溶液配比和反应温度下水热反应所得的产物，再经400℃煅烧最终所获得的纳米多孔网柱的NOx催化转化率折点图（见实施例1 - 4）。样品a（图4），见实施例1；样品b（图5），见实施例2；样品c（图6），见实施例3；样品d（图7），见实施例4。样品a到样品d在400℃的NOx催化转化率（催化转化率=已转化的反应物的量/反应物总量*100%）分别为94.8%、92.4%、89.8%和88.2%。
具体实施方式
实施例1：纳米多孔网柱材料的制备：
（1）将不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱（网柱直径为2.0 cm，网柱高为2.5 cm，网柱孔隙直径为0.2 mm，网柱孔隙率为90%）分别放在无水酒精、8%NaHCO3溶液、4%硫酸溶液中超声40分钟，后用二次水洗净；
（2）将步骤（1）处理得到的不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱放入90 mL混合溶液中，该混合溶液的组成为2ml 氨水、50g NaOH，其余为去离子水；
（3）将步骤（2）得到的不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱及混合溶液于280℃条件下水热反应36h；
（4）将步骤（3）得到的反应产物冷却至室温，然后先后在无水酒精、一次水、去离子水中分别超声2h，去除不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱上残留的杂质；
（5）将步骤（4）得到的产物在80℃下进行干燥24小时；
（6）将步骤（5）得到的干燥产物在400℃煅烧5小时，自然降温到室温，从而得到本发明所述的可用于汽车尾气NOx高效催化的纳米多孔网柱材料。
所得纳米多孔网柱孔隙表面原位生长的Fe2.44Cr0.47Mn0.09O4纳米颗粒尺寸主要分布在11~25nm，经测试该纳米多孔网柱材料在400℃的NOx催化转化率为94.8%。
实施例2：纳米多孔网柱材料的制备：
（1）将不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱（网柱直径为2.0 cm，网柱高为2.5 cm，网柱孔隙直径为0.2 mm，网柱孔隙率为90%）分别放在无水酒精、8%NaHCO3溶液、4%硫酸溶液中超声40分钟，后用二次水洗净；
（2）将步骤（1）处理得到的不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱放入90 mL混合溶液中，该混合溶液的组成为2ml 氨水、50g NaOH，其余为去离子水；
（3）将步骤（2）得到的不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱及混合溶液于270℃条件下水热反应36h；
（4）将步骤（3）得到的反应产物冷却至室温，然后先后在无水酒精、一次水、去离子水中分别超声2h，去除不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱上残留的杂质；
（5）将步骤（4）得到的产物在80℃下进行干燥24小时；
（6）将步骤（5）得到的干燥产物在400℃煅烧5小时，自然降温到室温，从而得到本发明所述的可用于汽车尾气NOx高效催化的纳米多孔网柱材料。
所得纳米多孔网柱孔隙表面原位生长的Fe2.44Cr0.47Mn0.09O4纳米颗粒尺寸主要分布在13~29nm，经测试该纳米多孔网柱材料在400℃的NOx催化转化率为92.4%。
实施例3：纳米多孔网柱材料的制备：
（1）将不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱（网柱直径为2.0 cm，网柱高为2.5 cm，网柱孔隙直径为0.2 mm，网柱孔隙率为90%）分别放在无水酒精、8%NaHCO3溶液、4%硫酸溶液中超声40分钟，后用二次水洗净；
（2）将步骤（1）处理得到的不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱放入90 mL混合溶液中，该混合溶液的组成为2ml 氨水、50g NaOH，其余为去离子水；
（3）将步骤（2）得到的不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱及混合溶液于260℃条件下水热反应36h；
（4）将步骤（3）得到的反应产物冷却至室温，然后先后在无水酒精、一次水、去离子水中分别超声2h，去除不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱上残留的杂质；
（5）将步骤（4）得到的产物在80℃下进行干燥24小时；
（6）将步骤（5）得到的干燥产物在400℃煅烧5小时，自然降温到室温，从而得到本发明所述的可用于汽车尾气NOx高效催化的纳米多孔网柱材料。
所得纳米多孔网柱孔隙表面原位生长的Fe2.44Cr0.47Mn0.09O4纳米颗粒尺寸主要分布在14~34nm，经测试该纳米多孔网柱材料在400℃的NOx催化转化率为89.8%。
实施例4：纳米多孔网柱材料的制备：
（1）将不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱（网柱直径为2.0 cm，网柱高为2.5 cm，网柱孔隙直径为0.2 mm，网柱孔隙率为90%）分别放在无水酒精、8%NaHCO3溶液、4%硫酸溶液中超声40分钟，后用二次水洗净；
（2）将步骤（1）处理得到的不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱放入90 mL混合溶液中，该混合溶液的组成为2ml 氨水、50g NaOH，其余为去离子水；
（3）将步骤（2）得到的不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱及混合溶液于250℃条件下水热反应36h；
（4）将步骤（3）得到的反应产物冷却至室温，然后先后在无水酒精、一次水、去离子水中分别超声2h，去除不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱上残留的杂质；
（5）将步骤（4）得到的产物在80℃下进行干燥24小时；
（6）将步骤（5）得到的干燥产物在400℃煅烧5小时，自然降温到室温，从而得到本发明所述的可用于汽车尾气NOx高效催化的纳米多孔网柱材料。
所得纳米多孔网柱孔隙表面原位生长的Fe2.44Cr0.47Mn0.09O4纳米颗粒尺寸主要分布在17~39nm，经测试该纳米多孔网柱材料在400℃的NOx催化转化率为88.2%。
实施例5：纳米多孔网柱材料的制备：
（1）将不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱（网柱直径为1.5 cm，网柱高为1 cm，网柱孔隙直径为0.05 mm，网柱孔隙率为50 %）分别放在无水酒精、5 %NaHCO3溶液、2 %硫酸溶液中超声15分钟，后用二次水洗净；
（2）将步骤（1）处理得到的不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱放入80 mL混合溶液中，该混合溶液的组成为0.5 ml 氨水、30 g NaOH，其余为去离子水；
（3）将步骤（2）得到的不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱及混合溶液于220 ℃条件下水热反应12 h；
（4）将步骤（3）得到的反应产物冷却至室温，然后先后在无水酒精、一次水、去离子水中超声0.5 h，去除不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱上残留的杂质；
（5）将步骤（4）得到的产物在30 ℃下进行干燥10小时；
（6）将步骤（5）得到的干燥产物在350 ℃煅烧4小时，自然降温到室温，从而得到本发明所述的可用于汽车尾气NOx高效催化的纳米多孔网柱材料。
所得纳米多孔网柱孔隙表面原位生长的Fe2.44Cr0.47Mn0.09O4纳米颗粒尺寸主要分布在22~465nm，经测试该纳米多孔网柱材料在400℃的NOx催化转化率为82.5%。
实施例6：纳米多孔网柱材料的制备：
（1）将不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱（网柱直径为2.5 cm，网柱高为3 cm，网柱孔隙直径为1mm，网柱孔隙率为98%）分别放在无水酒精、10%NaHCO3溶液、6%硫酸溶液中超声60分钟，后用二次水洗净；
（2）将步骤（1）处理得到的不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱放入100 mL混合溶液中，该混合溶液的组成为5ml 氨水、60g NaOH，其余为去离子水；
（3）将步骤（2）得到的不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱及混合溶液于300℃条件下水热反应60h；
（4）将步骤（3）得到的反应产物冷却至室温，然后先后在无水酒精、一次水、去离子水中超声20h，去除不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱上残留的杂质；
（5）将步骤（4）得到的产物在90℃下进行干燥72小时；
（6）将步骤（5）得到的干燥产物在450℃煅烧8小时，自然降温到室温，从而得到本发明所述的可用于汽车尾气NOx高效催化的纳米多孔网柱材料。
所得纳米多孔网柱孔隙表面原位生长的Fe2.44Cr0.47Mn0.09O4纳米颗粒尺寸主要分布在10~31nm，经测试该纳米多孔网柱材料在400℃的NOx催化转化率为93.7%。
Claims (2)
1.一种可用于汽车尾气NOx高效催化的纳米多孔网柱材料的制备方法，其步骤如下：
（1）将不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱（网柱直径为1.5~2.5 cm，网柱高为1-3 cm，网柱孔隙直径为0.05 -1mm，网柱孔隙率为50% - 98%）分别放在无水酒精、5-10%NaHCO3溶液、2-6%硫酸溶液中超声15-60分钟，后用二次水洗净；
（2）将步骤（1）处理得到的不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱放入80-100 mL混合溶液中，该混合溶液的组成为0.5 ~ 5ml 氨水、30 ~ 60g NaOH，其余为去离子水；
（3）将步骤（2）得到的不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱及混合溶液于220~ 300℃条件下水热反应12~ 60h；
（4）将步骤（3）得到的反应产物冷却至室温，然后先后在无水酒精、一次水、去离子水中超声0.5~20h，去除不锈钢（Fe-Cr-Mn）多孔网柱上残留的杂质；
（5）将步骤（4）得到的产物在30 ~ 90℃下进行干燥10~72小时；
（6）将步骤（5）得到的干燥产物在350~450℃煅烧4~8小时，自然降温到室温，从而得到本发明所述的可用于汽车尾气NOx高效催化的纳米多孔网柱材料。
2.一种可用于汽车尾气NOx高效催化的纳米多孔网柱材料，其特征在于：是由权利要求1所述的方法制备得到。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112023986A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-04 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 汽车尾气净化催化剂及其制备方法 |
| GB2621664A (en) * | 2022-05-31 | 2024-02-21 | Ykk Corp | Hydrocarbon synthesis catalyst, method for manufacturing same, and method for synthesizing hydrocarbons |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61136608A (ja) * | 1984-12-05 | 1986-06-24 | Kawasaki Steel Corp | メタル磁性粉の耐食性処理方法 |
| GB0028240D0 (en) * | 2000-11-20 | 2001-01-03 | Johnson Matthey Plc | Three-way catalyst composition |
| US20060049101A1 (en) * | 2004-09-03 | 2006-03-09 | Suib Steven L | Manganese oxide nanowires, films, and membranes and methods of making |
| CN101352645A (zh) * | 2008-08-29 | 2009-01-28 | 浙江大学 | 烟气催化氧化脱硝工艺及其催化剂 |
| WO2010013856A2 (en) * | 2008-07-31 | 2010-02-04 | Heesung Catalysts Corporation | Catalysts for nox reduction employing h2 and a method of reducing nox |
| CN102649639A (zh) * | 2012-05-09 | 2012-08-29 | 上海颜钛实业有限公司 | 尖晶石型铁氧体纳米粉体的水热制备法 |
-
2017
- 2017-09-17 CN CN201710837018.0A patent/CN107511152A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61136608A (ja) * | 1984-12-05 | 1986-06-24 | Kawasaki Steel Corp | メタル磁性粉の耐食性処理方法 |
| GB0028240D0 (en) * | 2000-11-20 | 2001-01-03 | Johnson Matthey Plc | Three-way catalyst composition |
| US20060049101A1 (en) * | 2004-09-03 | 2006-03-09 | Suib Steven L | Manganese oxide nanowires, films, and membranes and methods of making |
| WO2010013856A2 (en) * | 2008-07-31 | 2010-02-04 | Heesung Catalysts Corporation | Catalysts for nox reduction employing h2 and a method of reducing nox |
| CN101352645A (zh) * | 2008-08-29 | 2009-01-28 | 浙江大学 | 烟气催化氧化脱硝工艺及其催化剂 |
| CN102649639A (zh) * | 2012-05-09 | 2012-08-29 | 上海颜钛实业有限公司 | 尖晶石型铁氧体纳米粉体的水热制备法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112023986A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-04 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 汽车尾气净化催化剂及其制备方法 |
| CN112023986B (zh) * | 2020-09-18 | 2022-09-16 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 汽车尾气净化催化剂及其制备方法 |
| GB2621664A (en) * | 2022-05-31 | 2024-02-21 | Ykk Corp | Hydrocarbon synthesis catalyst, method for manufacturing same, and method for synthesizing hydrocarbons |
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