CN110368923A - 一种中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂及其制备方法 - Google Patents
一种中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110368923A CN110368923A CN201910664537.0A CN201910664537A CN110368923A CN 110368923 A CN110368923 A CN 110368923A CN 201910664537 A CN201910664537 A CN 201910664537A CN 110368923 A CN110368923 A CN 110368923A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catalyst
- mesoporous
- hours
- denitration
- low temperature
- 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.)
- Pending
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 52
- HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin Chemical compound O1C2=CC(Cl)=C(Cl)C=C2OC2=C1C=C(Cl)C(Cl)=C2 HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000002153 silicon-carbon composite material Substances 0.000 claims abstract description 21
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 6
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 49
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 21
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 21
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 21
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 15
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 claims description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 12
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 9
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 9
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims description 7
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 7
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 7
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 7
- 229920003987 resole Polymers 0.000 claims description 7
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 claims description 5
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 5
- OGUCKKLSDGRKSH-UHFFFAOYSA-N oxalic acid oxovanadium Chemical compound [V].[O].C(C(=O)O)(=O)O OGUCKKLSDGRKSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- PZJJKWKADRNWSW-UHFFFAOYSA-N trimethoxysilicon Chemical compound CO[Si](OC)OC PZJJKWKADRNWSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropan-1-amine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 4
- HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate Chemical compound [Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229940071125 manganese acetate Drugs 0.000 claims description 3
- UOGMEBQRZBEZQT-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);diacetate Chemical compound [Mn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O UOGMEBQRZBEZQT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 229920000428 triblock copolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 125000004494 ethyl ester group Chemical group 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 37
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- GFNGCDBZVSLSFT-UHFFFAOYSA-N titanium vanadium Chemical class [Ti].[V] GFNGCDBZVSLSFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical group [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008676 import Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000643 oven drying Methods 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010007269 Carcinogenicity Diseases 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000770 Toxic Equivalency Factor Toxicity 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000007670 carcinogenicity Effects 0.000 description 1
- 231100000260 carcinogenicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 238000004896 high resolution mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 230000000155 isotopic effect Effects 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000013335 mesoporous material Substances 0.000 description 1
- ARYZCSRUUPFYMY-UHFFFAOYSA-N methoxysilane Chemical compound CO[SiH3] ARYZCSRUUPFYMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Inorganic materials O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N propylamine Chemical group CCCN WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
- B01D53/8625—Nitrogen oxides
- B01D53/8628—Processes characterised by a specific catalyst
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8668—Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
-
- 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
- B01J23/10—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of rare earths
-
- 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
- B01J23/20—Vanadium, niobium or tantalum
- B01J23/22—Vanadium
-
- 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
- B01J23/24—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/30—Tungsten
-
- 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
-
- B01J35/615—
-
- 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
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/08—Heat treatment
- B01J37/082—Decomposition and pyrolysis
Abstract
本发明公开了一种中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂及其制备方法，所述催化剂以介孔碳硅复合材料为载体，以五氧化二钒、氧化钨、氧化铈、氧化锰中的一种或几种为活性组分。本发明催化剂可在180‑300℃的中低温区间有效地实现NOx和二噁英的协同脱除；并且，本发明催化剂具有高比表面积、孔道高度有序、活性金属粒径小且分布均匀的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂及其制备方法。
背景技术
二噁英作为典型的持久性有机污染物，在环境中很难自然降解消除，具有极强的致癌性。目前，二噁英的主要来源于化工冶金工业、垃圾焚烧、造纸及生产杀虫剂等产业。现阶段，活性炭吸附法因设备结构简单、脱除效率高而成为最广泛使用的二噁英末端控制方法。但是，该方法仅实现了二噁英污染由气相向固相转移，反而加重飞灰处置负担，甚至导致二噁英排放总量增加，并未实现其真正降解。
以NH3为还原剂的选择性催化还原（SCR）工艺已被广泛应用于固定源废气中NOx的脱除，该脱硝工艺脱硝效率高、选择性好、氨耗量小，通常使用商业钒钛系催化剂V2O5-WO3/TiO2或V2O5-MoO3/ TiO2。研究表明，钒钛体系的催化剂是可以用来脱除二噁英的。然而，常规钒钛体系催化剂脱硝活性温度区间为300-450℃，低于此操作温度，催化剂脱硝效率会显著降低，无法达到理想效果；而钒钛体系催化剂催化降解二噁英的活性温度区间为200-300℃，低于催化剂最佳脱硝温度窗口，难以在低温区实现NOx和二噁英的协同脱除。因此，研发中低温下（180 - 300℃）能协同脱除NOx和二噁英的催化剂十分必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂及其制备方法，本发明催化剂可在180-300℃的中低温区间有效地实现NOx和二噁英的协同脱除；并且，本发明催化剂具有高比表面积、孔道高度有序、活性金属粒径小且分布均匀的优点。
为实现上述目的，本发明提供一种中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂，所述催化剂以介孔碳硅复合材料为载体，以五氧化二钒、氧化钨、氧化铈、氧化锰中的一种或几种为活性组分。
优选的，所述催化剂中活性组分的总含量为催化剂总质量的5-15%。
优选的，所述催化剂的载体为含有氨基官能团的介孔碳硅复合材料。
优选的，所述催化剂中氨基官能团的含量为催化剂总重量的3-7%。
本发明还提供上述中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂的制备方法，包括如下步骤：
1）将三嵌段共聚物P123溶于乙醇，滴加一定量的稀盐酸，在恒温槽内于40ºC下搅拌15-20分钟，得到溶液A；同时将正硅酸乙酯、十八烷基二甲基[3-(三甲氧基硅基）丙基]氯化铵或3-氨丙基三甲氧基硅烷溶于乙醇，在恒温槽内于40ºC下搅拌30-50分钟，得到溶液B；
2）将步骤1）得到的溶液A与溶液B混合，并加入甲阶酚醛树脂乙醇溶液，继续在40℃下反应2小时，将得到反应液均匀的涂在玻璃皿表面，完成后将玻璃皿置于烘箱中于40℃下挥发6-8小时，再在烘箱中于100℃下热聚24小时，然后自然降温；
3）将冷却的玻璃皿从烘箱中取出，刮下表面涂层，在氮气氛围下将刮下的涂层于275℃下煅烧5小时，然后研磨成粉末，得到介孔碳硅复合材料；
4）配制含活性物质的活性液，且活性物质为草酸氧钒、偏钨酸铵、醋酸锰和硝酸铈中的一种或几种，取一定量由步骤3）得到的介孔碳硅复合材料并加入到活性液中，在室温下搅拌12小时后真空抽滤，所得到的滤饼用去离子水多次洗涤除去表面残留的活性液，洗涤后的滤饼置于真空烘箱内于50ºC下干燥8小时，最后置于马弗炉中于500ºC下煅烧3小时，得到负载有活性物质的中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂。
优选的，步骤1）中十八烷基二甲基[3-(三甲氧基硅基）丙基]氯化铵或3-氨丙基三甲氧基硅烷的添加量与正硅酸乙酯的添加量的质量之比为1：10至1：2。
本发明的优点和有益效果在于：提供一种中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂及其制备方法，本发明催化剂可在180-300℃的中低温区间有效地实现NOx和二噁英的协同脱除；并且，本发明催化剂具有高比表面积、孔道高度有序、活性金属粒径小且分布均匀的优点。与以TiO2作为载体相比，本发明制备的介孔碳硅复合材料具有更大的比表面积，均一的孔径，以及高度有序的二维六方的介孔结构，同时具有介孔碳材料和介孔硅材料的优点，能更好的保证钒、锰、铈等活性金属的分散，提供更多的活性位点。另外，本发明制备过程中添加的十八烷基二甲基[3-(三甲氧基硅基）丙基]氯化铵或3-氨丙基三甲氧基硅烷可同时作为有机硅源和改性基团，介孔碳硅复合材料在合成过程中引入了氨基官能团，利用N元素与活性金属的配合作用可以稳定活性金属纳米粒子，阻止活性金属纳米粒子的团聚，保证活性金属纳米粒子在介孔材料孔道周围的高分散性。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
1）将6gP123溶于25g乙醇，滴加0.5g浓度为0.2 mol/L的稀盐酸，在恒温槽内于40ºC下搅拌15-20分钟，得到溶液A；同时将9.36g正硅酸乙酯和1.49g十八烷基二甲基[3-(三甲氧基硅基）丙基]氯化铵溶于乙醇，在恒温槽内于40ºC下搅拌30-50分钟，得到溶液B；
2）将步骤1）得到的溶液A与溶液B混合，并加入25g甲阶酚醛树脂乙醇溶液，继续在40℃下反应2小时，将得到反应液均匀的涂在玻璃皿表面，完成后将玻璃皿置于烘箱中于40℃下挥发6-8小时，再在烘箱中于100℃下热聚24小时，然后自然降温；
3）将冷却的玻璃皿从烘箱中取出，刮下表面涂层，在氮气氛围下将刮下的涂层于275℃下煅烧5小时，然后研磨成粉末，得到介孔碳硅复合材料；
4）按质量浓度配制含2%草酸氧钒和3%偏钨酸铵的活性液，取一定量由步骤3）得到的介孔碳硅复合材料并加入到活性液中，在室温下搅拌12小时后真空抽滤，所得到的滤饼用去离子水多次洗涤除去表面残留的活性液，洗涤后的滤饼置于真空烘箱内于50ºC下干燥8小时，最后置于马弗炉中于500ºC下煅烧3小时，得到负载有活性物质的中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂。
实施例2
1）将6gP123溶于25g乙醇，滴加0.5g浓度为0.2 mol/L的稀盐酸，在恒温槽内于40ºC下搅拌15-20分钟，得到溶液A；同时将9.36g正硅酸乙酯和1.49g3-氨丙基三甲氧基硅烷溶于25g乙醇，在恒温槽内于40ºC下搅拌30-50分钟，得到溶液B；
2）将步骤1）得到的溶液A与溶液B混合，并加入25g甲阶酚醛树脂乙醇溶液，继续在40℃下反应2小时，将得到反应液均匀的涂在玻璃皿表面，完成后将玻璃皿置于烘箱中于40℃下挥发6-8小时，再在烘箱中于100℃下热聚24小时，然后自然降温；
3）将冷却的玻璃皿从烘箱中取出，刮下表面涂层，在氮气氛围下将刮下的涂层于275℃下煅烧5小时，然后研磨成粉末，得到介孔碳硅复合材料；
4）按质量浓度配制含2%草酸氧钒和3%偏钨酸铵的活性液，取一定量由步骤3）得到的介孔碳硅复合材料并加入到活性液中，在室温下搅拌12小时后真空抽滤，所得到的滤饼用去离子水多次洗涤除去表面残留的活性液，洗涤后的滤饼置于真空烘箱内于50ºC下干燥8小时，最后置于马弗炉中于500ºC下煅烧3小时，得到负载有活性物质的中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂。
实施例3
1）将6gP123溶于25g乙醇，滴加0.5g浓度为0.2 mol/L的稀盐酸，在恒温槽内于40ºC下搅拌15-20分钟，得到溶液A；同时将9.36g正硅酸乙酯和4.13g十八烷基二甲基[3-(三甲氧基硅基）丙基]氯化铵溶于25g乙醇，在恒温槽内于40ºC下搅拌30-50分钟，得到溶液B；
2）将步骤1）得到的溶液A与溶液B混合，并加入25g甲阶酚醛树脂乙醇溶液，继续在40℃下反应2小时，将得到反应液均匀的涂在玻璃皿表面，完成后将玻璃皿置于烘箱中于40℃下挥发6-8小时，再在烘箱中于100℃下热聚24小时，然后自然降温；
3）将冷却的玻璃皿从烘箱中取出，刮下表面涂层，在氮气氛围下将刮下的涂层于275℃下煅烧5小时，然后研磨成粉末，得到介孔碳硅复合材料；
4）按质量浓度配制含2%草酸氧钒和3%偏钨酸铵的活性液，取一定量由步骤3）得到的介孔碳硅复合材料并加入到活性液中，在室温下搅拌12小时后真空抽滤，所得到的滤饼用去离子水多次洗涤除去表面残留的活性液，洗涤后的滤饼置于真空烘箱内于50ºC下干燥8小时，最后置于马弗炉中于500ºC下煅烧3小时，得到负载有活性物质的中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂。
实施例4
1）将6gP123溶于25g乙醇，滴加0.5g浓度为0.2 mol/L的稀盐酸，在恒温槽内于40ºC下搅拌15-20分钟，得到溶液A；同时将9.36g正硅酸乙酯和4.13g十八烷基二甲基[3-(三甲氧基硅基）丙基]氯化铵溶于25g乙醇，在恒温槽内于40ºC下搅拌30-50分钟，得到溶液B；
2）将步骤1）得到的溶液A与溶液B混合，并加入25g甲阶酚醛树脂乙醇溶液，继续在40℃下反应2小时，将得到反应液均匀的涂在玻璃皿表面，完成后将玻璃皿置于烘箱中于40℃下挥发6-8小时，再在烘箱中于100℃下热聚24小时，然后自然降温；
3）将冷却的玻璃皿从烘箱中取出，刮下表面涂层，在氮气氛围下将刮下的涂层于275℃下煅烧5小时，然后研磨成粉末，得到介孔碳硅复合材料；
4）按质量浓度配制含5%硝酸铈和3%偏钨酸铵的活性液，取一定量由步骤3）得到的介孔碳硅复合材料并加入到活性液中，在室温下搅拌12小时后真空抽滤，所得到的滤饼用去离子水多次洗涤除去表面残留的活性液，洗涤后的滤饼置于真空烘箱内于50ºC下干燥8小时，最后置于马弗炉中于500ºC下煅烧3小时，得到负载有活性物质的中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂。
实施例5
1）将6gP123溶于25g乙醇，滴加0.5g浓度为0.2 mol/L的稀盐酸，在恒温槽内于40ºC下搅拌15-20分钟，得到溶液A；同时将9.36g正硅酸乙酯和4.13g十八烷基二甲基[3-(三甲氧基硅基）丙基]氯化铵溶于25g乙醇，在恒温槽内于40ºC下搅拌30-50分钟，得到溶液B；
2）将步骤1）得到的溶液A与溶液B混合，并加入25g甲阶酚醛树脂乙醇溶液，继续在40℃下反应2小时，将得到反应液均匀的涂在玻璃皿表面，完成后将玻璃皿置于烘箱中于40℃下挥发6-8小时，再在烘箱中于100℃下热聚24小时，然后自然降温；
3）将冷却的玻璃皿从烘箱中取出，刮下表面涂层，在氮气氛围下将刮下的涂层于275℃下煅烧5小时，然后研磨成粉末，得到介孔碳硅复合材料；
4）按质量浓度配制含3%偏钨酸铵和8%醋酸锰的活性液，取一定量由步骤3）得到的介孔碳硅复合材料并加入到活性液中，在室温下搅拌12小时后真空抽滤，所得到的滤饼用去离子水多次洗涤除去表面残留的活性液，洗涤后的滤饼置于真空烘箱内于50ºC下干燥8小时，最后置于马弗炉中于500ºC下煅烧3小时，得到负载有活性物质的中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂。
对上述制得的催化剂进行比表面积测试，测试结果见表1。
表1 实施例1-5制得的催化剂的比表面积对照表
| 样品编号 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 比表面积(m<sup>2</sup>/g) | 325 | 252 | 290 | 286 | 278 |
将上述制得的催化剂放入固定床微型反应器内进行评价，该反应器中的温度为180-300℃，模拟烟气组成为NO浓度为400 mg/Nm3， NH3浓度为400 mg/Nm3，O2含量为10%，水蒸气含量为8% ，气流中的PCDD/F的初始浓度为3.62ng I-TEQ/Nm3，质量浓度为120 ng/Nm3，其余载气为N2，气体体积空速20000 h-1。进、出口处NO浓度通过烟气分析仪检测，进、出口处二噁英PCDD/F浓度按照国家标准《环境空气和废气二恶英类的测定 同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱法》（HJ77.2-2008）进行测定。
实施例1-5制得的催化剂的脱硝效率与脱二噁英效率数据见表2。
表2 实施例1-5制得的催化剂的脱硝效率与脱二噁英效率对照表。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂，其特征在于，所述催化剂以介孔碳硅复合材料为载体，以五氧化二钒、氧化钨、氧化铈、氧化锰中的一种或几种为活性组分。
2.根据权利要求1所述的中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂，其特征在于，所述催化剂中活性组分的总含量为催化剂总质量的5-15%。
3.根据权利要求2所述的中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂，其特征在于，所述催化剂的载体为含有氨基官能团的介孔碳硅复合材料。
4.根据权利要求3所述的中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂，其特征在于，所述催化剂中氨基官能团的含量为催化剂总重量的3-7%。
5.权利要求1至4中任一项所述中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将三嵌段共聚物P123溶于乙醇，滴加一定量的稀盐酸，在恒温槽内于40ºC下搅拌15-20分钟，得到溶液A；同时将正硅酸乙酯、十八烷基二甲基[3-(三甲氧基硅基）丙基]氯化铵或3-氨丙基三甲氧基硅烷溶于乙醇，在恒温槽内于40ºC下搅拌30-50分钟，得到溶液B；
2）将步骤1）得到的溶液A与溶液B混合，并加入甲阶酚醛树脂乙醇溶液，继续在40℃下反应2小时，将得到反应液均匀的涂在玻璃皿表面，完成后将玻璃皿置于烘箱中于40℃下挥发6-8小时，再在烘箱中于100℃下热聚24小时，然后自然降温；
3）将冷却的玻璃皿从烘箱中取出，刮下表面涂层，在氮气氛围下将刮下的涂层于275℃下煅烧5小时，然后研磨成粉末，得到介孔碳硅复合材料；
4）配制含活性物质的活性液，且活性物质为草酸氧钒、偏钨酸铵、醋酸锰和硝酸铈中的一种或几种，取一定量由步骤3）得到的介孔碳硅复合材料并加入到活性液中，在室温下搅拌12小时后真空抽滤，所得到的滤饼用去离子水多次洗涤除去表面残留的活性液，洗涤后的滤饼置于真空烘箱内于50ºC下干燥8小时，最后置于马弗炉中于500ºC下煅烧3小时，得到负载有活性物质的中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂。
6.根据权利要求5所述的中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂，其特征在于，步骤1）中十八烷基二甲基[3-(三甲氧基硅基）丙基]氯化铵或3-氨丙基三甲氧基硅烷的添加量与正硅酸乙酯的添加量的质量之比为1：10至1：2。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910664537.0A CN110368923A (zh) | 2019-07-23 | 2019-07-23 | 一种中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910664537.0A CN110368923A (zh) | 2019-07-23 | 2019-07-23 | 一种中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110368923A true CN110368923A (zh) | 2019-10-25 |
Family
ID=68254900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910664537.0A Pending CN110368923A (zh) | 2019-07-23 | 2019-07-23 | 一种中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110368923A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112902193A (zh) * | 2021-02-23 | 2021-06-04 | 山东大学 | 垃圾焚烧炉系统及垃圾焚烧烟气净化炉膛催化脱除方法 |
| CN114160122A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-03-11 | 长沙理工大学 | 一种以粉煤灰为基体的防硫酸氢铵中毒宽温区scr催化剂及其制备方法和应用 |
| CN114984935A (zh) * | 2022-05-17 | 2022-09-02 | 杭州灰弘环保科技有限公司 | 一种低耗、高效的飞灰中二噁英吸附碳的处置方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1631534A (zh) * | 2004-11-12 | 2005-06-29 | 南开大学 | 介孔分子筛负载金属氧化物催化剂的制备方法 |
| CN101664673A (zh) * | 2009-09-25 | 2010-03-10 | 天津大学 | 用于脱除喷气燃料中金属离子的分子筛吸附剂和制备方法 |
| CN102218311A (zh) * | 2011-04-29 | 2011-10-19 | 浙江大学 | 一种有序结构介孔碳材料脱硝催化剂及其制备方法 |
| CN104226301A (zh) * | 2014-09-16 | 2014-12-24 | 东营信拓汽车消声器有限公司 | 一种稀土基复合多组分脱硝、脱二噁英催化剂的制备方法 |
| CN105597777A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-05-25 | 浙江大学 | 一种有序介孔碳负载Cu-Mn双金属脱硝催化剂及其制备方法 |
| CN106345458A (zh) * | 2016-08-23 | 2017-01-25 | 上海师范大学 | 介孔碳‑二氧化硅复合体负载纳米钯催化剂及其合成方法 |
| CN107199049A (zh) * | 2016-03-17 | 2017-09-26 | 华东理工大学 | 氨基修饰介孔分子筛、基于该分子筛的镍基催化剂及其制备和应用 |
| CN108786788A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-11-13 | 上海理工大学 | 一种脱除烟气中二噁英和NOx的催化剂及制备方法和应用 |
-
2019
- 2019-07-23 CN CN201910664537.0A patent/CN110368923A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1631534A (zh) * | 2004-11-12 | 2005-06-29 | 南开大学 | 介孔分子筛负载金属氧化物催化剂的制备方法 |
| CN101664673A (zh) * | 2009-09-25 | 2010-03-10 | 天津大学 | 用于脱除喷气燃料中金属离子的分子筛吸附剂和制备方法 |
| CN102218311A (zh) * | 2011-04-29 | 2011-10-19 | 浙江大学 | 一种有序结构介孔碳材料脱硝催化剂及其制备方法 |
| CN104226301A (zh) * | 2014-09-16 | 2014-12-24 | 东营信拓汽车消声器有限公司 | 一种稀土基复合多组分脱硝、脱二噁英催化剂的制备方法 |
| CN105597777A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-05-25 | 浙江大学 | 一种有序介孔碳负载Cu-Mn双金属脱硝催化剂及其制备方法 |
| CN107199049A (zh) * | 2016-03-17 | 2017-09-26 | 华东理工大学 | 氨基修饰介孔分子筛、基于该分子筛的镍基催化剂及其制备和应用 |
| CN106345458A (zh) * | 2016-08-23 | 2017-01-25 | 上海师范大学 | 介孔碳‑二氧化硅复合体负载纳米钯催化剂及其合成方法 |
| CN108786788A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-11-13 | 上海理工大学 | 一种脱除烟气中二噁英和NOx的催化剂及制备方法和应用 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112902193A (zh) * | 2021-02-23 | 2021-06-04 | 山东大学 | 垃圾焚烧炉系统及垃圾焚烧烟气净化炉膛催化脱除方法 |
| CN114160122A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-03-11 | 长沙理工大学 | 一种以粉煤灰为基体的防硫酸氢铵中毒宽温区scr催化剂及其制备方法和应用 |
| CN114160122B (zh) * | 2021-11-29 | 2023-12-01 | 长沙理工大学 | 一种以粉煤灰为基体的防硫酸氢铵中毒宽温区scr催化剂及其制备方法和应用 |
| CN114984935A (zh) * | 2022-05-17 | 2022-09-02 | 杭州灰弘环保科技有限公司 | 一种低耗、高效的飞灰中二噁英吸附碳的处置方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110368923A (zh) | 一种中低温介孔脱硝脱二噁英催化剂及其制备方法 | |
| CN106345527B (zh) | Mn基金属有机骨架催化剂、其制备方法和在防治大气污染中的应用 | |
| CN105597777B (zh) | 一种有序介孔碳负载Cu-Mn双金属脱硝催化剂及其制备方法 | |
| CN107233912B (zh) | 一种用于柴油车尾气处理的两段式催化剂及其制备方法 | |
| CN105056940B (zh) | 等离子体辅助溶胶凝胶法制备高效氧化性催化剂的方法 | |
| CN106268935A (zh) | Cu/SAPO‑34分子筛催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN104174425B (zh) | 一种用于挥发性有机物催化氧化的催化剂及其制备方法 | |
| CN110773153B (zh) | 一种担载型锰基中低温脱硝催化剂、制备方法及其应用 | |
| CN112337504A (zh) | 一种核壳催化剂及其制备方法、处理工业尾气的方法 | |
| CN113731409A (zh) | 一种有机污染土壤热脱附废气催化氧化净化催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN105148959A (zh) | 碳化钼/碳纳米管复合颗粒及其制备方法 | |
| CN105903477A (zh) | 一种低温宽活性温度窗口的scr脱硝催化剂及其制备方法 | |
| CN112808277A (zh) | 一种低温scr脱硝催化剂、其制备方法和应用 | |
| CN107262147B (zh) | 一种耐硫性催化燃烧催化剂及制备方法 | |
| CN110947416B (zh) | 用于nh3-scr的铁/分子筛催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN107185593A (zh) | 一种抗钾中毒的scr脱硝催化剂及其制备方法 | |
| CN107497478A (zh) | 一种紫外光催化去除VOCs的催化剂及其制备方法 | |
| CN108772075A (zh) | 一种用于去除可挥发性苯系污染物的催化剂及其制备方法 | |
| CN109107578A (zh) | 一种用于催化氧化VOCs的整体式催化剂的制备方法 | |
| CN112264027B (zh) | 一种铜钴铈复合氧化物催化燃烧催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN110252338A (zh) | 一种金负载磁性氧化物催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN108262036A (zh) | 一种低温性能优异的钒基氧化物催化剂的制备方法 | |
| CN111821997A (zh) | 脱汞脱硝高效催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN109331801A (zh) | 一种以三乙醇胺制备的纳米多孔TiO2为载体的钒基脱硝催化剂的制备方法 | |
| CN109529808A (zh) | 一种提高炭基scr催化剂低温活性的制备方法 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191025 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |