CN114210335A - 一种低温抗水抗硫的去除一氧化碳的非贵金属催化剂 - Google Patents
一种低温抗水抗硫的去除一氧化碳的非贵金属催化剂 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114210335A CN114210335A CN202111649536.2A CN202111649536A CN114210335A CN 114210335 A CN114210335 A CN 114210335A CN 202111649536 A CN202111649536 A CN 202111649536A CN 114210335 A CN114210335 A CN 114210335A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resistant
- catalyst
- carbon monoxide
- noble metal
- solution
- 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 81
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 64
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 61
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 47
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 31
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000004939 coking Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 4
- -1 steel Chemical compound 0.000 claims abstract description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 42
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 26
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 18
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 10
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 10
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 8
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 6
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims 2
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 14
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 abstract description 3
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 24
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- DHEQXMRUPNDRPG-UHFFFAOYSA-N strontium nitrate Chemical compound [Sr+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O DHEQXMRUPNDRPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- FYDKNKUEBJQCCN-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);trinitrate Chemical compound [La+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O FYDKNKUEBJQCCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UBEWDCMIDFGDOO-UHFFFAOYSA-N cobalt(II,III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Co+2].[Co+3].[Co+3] UBEWDCMIDFGDOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 229940044175 cobalt sulfate Drugs 0.000 description 2
- 229910000361 cobalt sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+) sulfate Chemical compound [Co+2].[O-]S([O-])(=O)=O KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- ICAKDTKJOYSXGC-UHFFFAOYSA-K lanthanum(iii) chloride Chemical compound Cl[La](Cl)Cl ICAKDTKJOYSXGC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 229910001631 strontium chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- AHBGXTDRMVNFER-UHFFFAOYSA-L strontium dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Sr+2] AHBGXTDRMVNFER-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- WJCNZQLZVWNLKY-UHFFFAOYSA-N thiabendazole Chemical compound S1C=NC(C=2NC3=CC=CC=C3N=2)=C1 WJCNZQLZVWNLKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910002273 La1–xSrxCoO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010718 Oxidation Activity Effects 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 1
- 239000002373 plant growth inhibitor Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical compound S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/83—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with rare earths or actinides
-
- 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
- B01D53/864—Removing carbon monoxide or hydrocarbons
-
- 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
- B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
-
- 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
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
本发明属于大气污染控制技术领域，具体涉及一种低温抗水抗硫的去除一氧化碳的非贵金属催化剂的制备和应用，这种催化剂是钙钛矿型的过渡金属氧化物，钴为主要的活性成分，掺杂一定量的镧、锶元素，其通式为La1‑xSrxCoO3。本发明采用共沉淀法制备的催化剂，可以克服传统贵金属催化剂成本高、稳定性差的问题，克服金属氧化物催化剂抗水能力差的问题，这种催化剂可实现0‑1000 mg Nm‑3的SO2和0‑20 vol.%的水蒸气的10000 ppm一氧化碳烟气，在120‑150℃以及3000‑30000 h‑1空速条件下，去除一氧化碳的效率稳定在80%以上，同时，将粉末催化剂涂覆在陶瓷蜂窝催化剂载体上进行应用测试，证明该低温抗水抗硫的去除一氧化碳的非贵金属催化剂适用于钢铁、焦化、水泥等固定源烟气的净化处理。
Description
技术领域
本发明属于大气污染控制技术领域，具体涉及一种低温抗水抗硫的去除一氧化碳的非贵金属催化剂的制备和应用，这种去除一氧化碳催化剂可实现 0-1000 mg Nm-3的SO2和0-20 vol.%的水蒸气的10000 ppm一氧化碳烟气，在120-150 ℃以及3000-30000 h-1空速条件下，去除一氧化碳的效率稳定在80%以上，适用于钢铁、焦化、水泥等固定源烟气的净化处理。
背景技术
现阶段，我国的能源需求逐年攀升，能源结构仍然以化石燃料为主，大气污染情况仍没有得到彻底的控制，在工业烟气处理过程中，往往将关注点放在颗粒物、硫氧化物以及氮氧化物去除，而对一氧化碳去除亟待解决，在燃煤锅炉的烟道尾气中，一氧化碳浓度通常很高，尤其是在钢铁行业，烧结、焦炉外排烟气中，CO浓度可到达10000 ppm，一氧化碳是易燃易爆并且毒性强的气体，作为空气质量的指标之一，一氧化碳（CO）对人体和环境会产生严重的影响，研究表明，一氧化碳会直接影响人体的呼吸系统、循环系统等，造成血液输氧能力下降，严重则导致窒息现象；此外对植物的生长有明显的抑制作用。
传统的去除一氧化碳的催化剂可分为两种，一种是贵金属催化剂，一种是金属氧化物型催化剂，贵金属催化剂通常是Pt、Rh、Pd等贵金属作为活性组分，负载在表面涂覆TiO2、CeO2或Al2O3的陶瓷载体上，但其价格昂贵、易烧结的缺点，限制了其在工业领域的大规模使用，金属氧化物催化剂中，公开号CN110013858B的中国发明专利公开栏一种Co3O4去除一氧化碳的制备方法，但在高湿条件下，Co3O4活性下降非常明显，并且稳定性差，此外，在工业烟气中，常常含有二氧化硫等气体，二氧化硫容易与Mn、Co、Ni的氧化物反应生成硫酸盐物种，导致催化剂的失活，因此，研发低温去除CO活性高、抗水抗硫能力强的催化剂，具有非常重要的意义以及广阔的应用前景，对此我们提出一种低温抗水抗硫的去除一氧化碳的非贵金属催化剂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种低温抗水抗硫的去除一氧化碳的非贵金属催化剂，并给出其制备方法和应用，解决贵金属成本高、稳定性差的问题，实现传统四氧化三钴催化剂所不具备的高抗水抗硫能力。
本发明提供的低温抗水抗硫的去除一氧化碳的非贵金属催化剂，是一种钙钛矿型过渡金属催化剂，钴为主要的活性成分，掺杂一定量的镧、锶元素，其结构通式为La1- xSrxCoO3（结构见图1），原料选自镧、锶、钴元素的硝酸盐、硫酸盐、氯化物中的一种或多种。
上述低温抗水抗硫的去除一氧化碳的非贵金属催化剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）向80℃去离子水中，依次加入镧和锶的前体物，搅拌0.5-1小时至完全溶解，作为A溶液；
（2）向80℃去离子水中，加入钴的前体物，搅拌0.5-1小时至完全溶解，作为B溶液；
（3）向去离子水中加入一定量的氢氧化钠，搅拌1小时至完全溶解，作为C溶液；
（4）将A、B溶液混合搅拌0.5-1小时至均匀，得到酒红色D溶液；
（5）将C溶液缓慢加入D溶液，搅拌，沉淀，并老化；
（6）将步骤（5）得到的沉淀物进行抽滤、洗涤至上清液pH为7，并在马弗炉中焙烧，得到成品催化剂。
作为优化，所述的过渡金属的前体物为镧、锶、钴元素的硝酸盐、硫酸盐、氯化物中的一种或多种；
作为优化，催化剂La1-xSrxCoO3中，对镧和锶的比例进行调整，控制x取值在0.1-0.5；
作为优化，步骤（5）中，NaOH溶液添加量可调整，控制最终上清液的pH为9-11；
作为优化，步骤（6）的焙烧条件，温度为500-600℃，焙烧时间为4-10小时；
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：可以实现0-1000 mg Nm-3的SO2和0-20 vol.%的水蒸气的10000 ppm一氧化碳烟气，在120-150 ℃以及3000-30000 h-1空速条件下，去除一氧化碳的效率稳定在80%以上（图2-6），适用于钢铁、焦化、水泥等固定源烟气的净化处理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为制备的低温抗水抗硫的去除一氧化碳的非贵金属催化剂X射线衍射图，其结构为钙钛矿晶型。
图2为催化剂的CO氧化活性（以La0.9Sr0.1CoO3为例），反应条件：10000 ppm CO，10%O2，89% N2，反应空速为30000 h-1。
图3为催化剂的抗水抗硫性能测试（以La0.9Sr0.1CoO3为例），反应条件：10000ppm CO，300 ppm SO2，10% O2，10 vol.% 水蒸气，N2为平衡气，反应空速为30000 h-1，反应温度为150 ℃。
图4为催化剂的抗水抗硫性能测试（以La0.5Sr0.5CoO3为例），反应条件：10000 ppmCO，300 ppm SO2，10% O2，20 vol.% 水蒸气，N2为平衡气，反应空速为30000 h-1，反应温度为120 ℃。
图5为蜂窝成型催化剂。
图6为蜂窝成型催化剂活性测试，模拟烟气由CO、SO2、O2、N2和水蒸气组成，其中CO浓度为10000 ppm，SO2浓度为300 ppm，水蒸气体积比为20%，空速30000 h-1，反应温度135℃，反应尾气用多烟气分析仪（testo 350）在线监测。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施案例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1：
1.催化剂的制备：向100 mL 80℃的去离子水中，加入0.09 mol 硝酸镧、0.01 mol硝酸锶，搅拌0.5小时至完全溶解，作为A溶液；向100 mL 80℃去离子水中，加入0.10 mol硝酸钴，搅拌0.5小时至完全溶解，作为B溶液；向100 mL去离子水中加入0.10 mol氢氧化钠，搅拌1小时至完全溶解，作为C溶液；将A、B溶液混合均匀，并将C溶液缓慢加入，直至溶液pH为10，搅拌0.5小时后沉淀，老化4小时；将得到的沉淀物抽滤、洗涤至上清液pH为7，并在马弗炉中600 ℃焙烧8小时，得到粉末催化剂。造粒，过40-60目筛，得到低温抗水抗硫的去除一氧化碳的非贵金属催化剂。
2.催化剂的活性测试：取0.1 g过筛的催化剂颗粒，放入固定床石英管反应器，石英管内径 = 6 mm，模拟烟气由CO、O2、N2组成，其中CO浓度为10000 ppm，空速30000 h-1，反应温度120-150℃，反应尾气用红外检测器（Thermo Scientific Antaris IGS analyzer）在线监测，在该温度条件下，CO转化率在99%以上（图2）。
3.催化剂的抗水抗硫能力测试：模拟烟气中通入SO2和水蒸气，SO2浓度为300 ppm，水蒸气体积比为10%，温度维持在150℃，其他测试条件不变，催化剂的去除CO效率仍稳定在90%以上，并且SO2氧化转化率<1%（图3），证明催化剂有较强的抗水抗硫能力。
实施例2：
1.催化剂的制备：向100 mL 80℃的去离子水中，加入0.07 mol 氯化镧、0.03 mol氯化锶，搅拌1小时至完全溶解，作为A溶液；向100 mL 80℃去离子水中，加入0.10 mol硝酸钴，搅拌1小时至完全溶解，作为B溶液；向100 mL去离子水中加入0.10 mol氢氧化钠，搅拌1小时至完全溶解，作为C溶液；将A、B溶液混合均匀，并将C溶液缓慢加入，直至溶液pH为11，搅拌1小时后沉淀，老化4小时；将得到的沉淀物抽滤、洗涤至上清液pH为7，并在马弗炉中500 ℃焙烧8小时，得到粉末催化剂。造粒，过40-60目筛，得到低温抗水抗硫的去除一氧化碳的非贵金属催化剂。
2.催化剂的活性测试：取0.1 g过筛的催化剂颗粒，放入固定床石英管反应器，石英管内径 = 6 mm，模拟烟气由CO、O2、N2组成，其中CO浓度为10000 ppm，空速30000 h-1，反应温度120-150℃，反应尾气用红外检测器（Thermo Scientific Antaris IGS analyzer）在线监测，在该条件下，CO转化率在95%以上。
3.催化剂的抗水抗硫能力测试：模拟烟气中通入SO2和水蒸气，SO2浓度为300 ppm，水蒸气体积比为20%，温度维持在150 ℃，其他测试条件不变，催化剂的去除CO效率仍稳定在80%以上，并且SO2氧化转化率<1%，证明催化剂有较强的抗水抗硫能力。
实施例3：
1.催化剂的制备：向100 mL 80℃的去离子水中，加入0.05 mol 硝酸镧、0.05 mol硝酸锶，搅拌1小时至完全溶解，作为A溶液；向100 mL 80℃去离子水中，加入0.10 mol硫酸钴，搅拌1小时至完全溶解，作为B溶液；向100 mL去离子水中加入0.10 mol氢氧化钠，搅拌1小时至完全溶解，作为C溶液；将A、B溶液混合均匀，并将C溶液缓慢加入，直至溶液pH为11，搅拌1小时后沉淀，老化4小时；将得到的沉淀物抽滤、洗涤至上清液pH为7，并在马弗炉中500 ℃焙烧10小时，得到粉末催化剂。造粒，过40-60目筛，得到低温抗水抗硫的去除一氧化碳的非贵金属催化剂。
2.催化剂的活性测试：取0.1 g过筛的催化剂颗粒，放入固定床石英管反应器，石英管内径 = 6 mm，模拟烟气由CO、O2、N2组成，其中CO浓度为10000 ppm，空速30000 h-1，反应温度120-150℃，反应尾气用红外检测器（Thermo Scientific Antaris IGS analyzer）在线监测，在该条件下，CO转化率在99%以上。
3.催化剂的抗水抗硫能力测试：模拟烟气中通入SO2和水蒸气，SO2浓度为300 ppm，水蒸气体积比为20%，温度维持在120 ℃，其他测试条件不变，催化剂的去除CO效率仍稳定在80%以上（图4），并且SO2氧化转化率<1%，证明催化剂有较强的抗水抗硫能力。
实施例4：
1.粉末催化剂的制备：向100 mL 80℃的去离子水中，加入0.09 mol 硝酸镧、0.01mol 硝酸锶，搅拌0.5小时至完全溶解，作为A溶液；向100 mL 80℃去离子水中，加入0.10mol硝酸钴，搅拌0.5小时至完全溶解，作为B溶液；向100 mL去离子水中加入0.10 mol氢氧化钠，搅拌1小时至完全溶解，作为C溶液；将A、B溶液混合均匀，并将C溶液缓慢加入，直至溶液pH为10，搅拌0.5小时后沉淀，老化4小时；将得到的沉淀物抽滤、洗涤至上清液pH为7，并在马弗炉中600 ℃焙烧8小时，得到粉末催化剂。
2.蜂窝成型催化剂制备：将得到的粉末与甲基纤维素粘结剂混合，通过涂覆的方式，涂覆在陶瓷蜂窝催化剂载体表面，实际涂覆量为30%，粘结剂添加量为0.1%。经过500℃窑炉焙烧6小时，得到成型应用催化剂（图5）。
3.催化剂的抗水抗硫能力测试：本次测试采用蜂窝成型催化剂，模拟实际烟气的处理工艺。模拟烟气由CO、SO2、O2、N2和水蒸气组成，其中CO浓度为10000 ppm，SO2浓度为300ppm，水蒸气体积比为20%，空速30000 h-1，反应温度135 ℃，反应尾气用多烟气分析仪（testo 350）在线监测，催化剂的去除CO效率仍稳定在80%以上，并且SO2氧化转化率<1%（图6），证明催化剂有广阔的实际应用的前景。
本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (7)
1.一种低温抗水抗硫的去除一氧化碳的非贵金属催化剂，其特征在于，是一种钙钛矿型的过渡金属氧化物，钴为主要的活性成分，掺杂一定量的镧、锶元素，其通式为La1- xSrxCoO3。
2.根据权利要求1所述的一种低温抗水抗硫的去除一氧化碳的非贵金属催化剂，其特征在于，制备方法如下：
（1）向80℃去离子水中，依次加入镧和锶的前体物，搅拌0.5-1小时至完全溶解，作为A溶液；
（2）向80℃去离子水中，加入钴的前体物，搅拌0.5-1小时至完全溶解，作为B溶液；
（3）向去离子水中加入一定量的氢氧化钠，搅拌1小时至完全溶解，作为C溶液；
（4）将A、B溶液混合搅拌0.5-1小时至均匀，得到酒红色D溶液；
（5）将C溶液缓慢加入D溶液，搅拌，沉淀，并老化；
（6）将步骤（5）得到的沉淀物进行抽滤、洗涤至上清液pH为7，并在马弗炉中焙烧，得到成品催化剂。
3.根据权利要求2所述的一种低温抗水抗硫的去除一氧化碳的非贵金属催化剂，其特征在于，所述的镧、锶和钴的前体物为硝酸盐、硫酸盐或氯化物的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的一种低温抗水抗硫的去除一氧化碳的非贵金属催化剂，其特征在于，催化剂La1-xSrxCoO3中，对镧和锶的比例进行调整，控制x取值在0.1-0.5。
5.根据权利要求2所述的一种低温抗水抗硫的去除一氧化碳的非贵金属催化剂，其特征在于，步骤（5）中NaOH溶液添加量可调整，控制最终上清液的pH为9-11。
6.根据权利要求2所述的一种低温抗水抗硫的去除一氧化碳的非贵金属催化剂，其特征在于，步骤（6）的焙烧条件，温度为500-600℃，焙烧时间为4-10小时。
7.根据权利要求1所述的一种低温抗水抗硫的去除一氧化碳的非贵金属催化剂，其特征在于，可以实现0-1000 mg Nm-3的SO2和0-20 vol.%的水蒸气的10000 ppm一氧化碳烟气，在120-150 ℃以及3000-30000 h-1空速条件下，去除一氧化碳的效率稳定在80%以上，适用于钢铁、焦化、水泥等固定源烟气的净化处理。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111649536.2A CN114210335A (zh) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | 一种低温抗水抗硫的去除一氧化碳的非贵金属催化剂 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111649536.2A CN114210335A (zh) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | 一种低温抗水抗硫的去除一氧化碳的非贵金属催化剂 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114210335A true CN114210335A (zh) | 2022-03-22 |
Family
ID=80707102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111649536.2A Pending CN114210335A (zh) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | 一种低温抗水抗硫的去除一氧化碳的非贵金属催化剂 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114210335A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117380212A (zh) * | 2023-11-13 | 2024-01-12 | 山东嘉盛博纳环保科技有限公司 | 一种一氧化碳低温氧化脱除催化剂及其制备方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001220108A (ja) * | 2000-02-10 | 2001-08-14 | Osaka Gas Co Ltd | 一酸化炭素除去方法及び一酸化炭素除去触媒 |
| US20050249653A1 (en) * | 2002-07-09 | 2005-11-10 | Hirohisa Tanaka | Method for producing perovskite-type composite oxide |
| CN103861591A (zh) * | 2012-12-18 | 2014-06-18 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 选择氧化脱除co的负载型纳米金催化剂及其制备和应用 |
| CN105289653A (zh) * | 2015-11-19 | 2016-02-03 | 西安元创化工科技股份有限公司 | 一种用于低温催化氧化一氧化碳的整体式催化剂及其制备方法 |
| CN107008327A (zh) * | 2017-04-08 | 2017-08-04 | 复旦大学 | 一种低温抗硫酸氢铵scr脱硝催化剂及其制备方法和应用 |
| CN107376935A (zh) * | 2017-07-19 | 2017-11-24 | 上海化工研究院有限公司 | 一种用于co常温催化氧化的整体式催化剂及其制备方法 |
| CN111672519A (zh) * | 2020-03-05 | 2020-09-18 | 王金波 | 贵金属-稀土钙钛矿型整体式三效催化剂及其制备方法 |
| CN112058270A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-12-11 | 武汉理工大学 | 一种片状La0.8Sr0.2CoO3钙钛矿型催化剂的原位合成方法及其应用 |
| CN113713608A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-11-30 | 复旦大学 | 一种用于CO和NOx同时去除的催化剂联用方法 |
-
2021
- 2021-12-31 CN CN202111649536.2A patent/CN114210335A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001220108A (ja) * | 2000-02-10 | 2001-08-14 | Osaka Gas Co Ltd | 一酸化炭素除去方法及び一酸化炭素除去触媒 |
| US20050249653A1 (en) * | 2002-07-09 | 2005-11-10 | Hirohisa Tanaka | Method for producing perovskite-type composite oxide |
| CN103861591A (zh) * | 2012-12-18 | 2014-06-18 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 选择氧化脱除co的负载型纳米金催化剂及其制备和应用 |
| CN105289653A (zh) * | 2015-11-19 | 2016-02-03 | 西安元创化工科技股份有限公司 | 一种用于低温催化氧化一氧化碳的整体式催化剂及其制备方法 |
| CN107008327A (zh) * | 2017-04-08 | 2017-08-04 | 复旦大学 | 一种低温抗硫酸氢铵scr脱硝催化剂及其制备方法和应用 |
| CN107376935A (zh) * | 2017-07-19 | 2017-11-24 | 上海化工研究院有限公司 | 一种用于co常温催化氧化的整体式催化剂及其制备方法 |
| CN111672519A (zh) * | 2020-03-05 | 2020-09-18 | 王金波 | 贵金属-稀土钙钛矿型整体式三效催化剂及其制备方法 |
| CN112058270A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-12-11 | 武汉理工大学 | 一种片状La0.8Sr0.2CoO3钙钛矿型催化剂的原位合成方法及其应用 |
| CN113713608A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-11-30 | 复旦大学 | 一种用于CO和NOx同时去除的催化剂联用方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| FEMINA PATEL等: "La1-xSrxCoO3 (x=0, 0.2) perovskites type catalyst for carbon monoxide emission control from auto-exhaust", 《PROCEDIA ENGINEERING》, pages 324 - 329 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117380212A (zh) * | 2023-11-13 | 2024-01-12 | 山东嘉盛博纳环保科技有限公司 | 一种一氧化碳低温氧化脱除催化剂及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111229212B (zh) | 一种co-scr脱硝催化剂及制备方法与应用 | |
| CN107308944B (zh) | 一种二氧化钛基催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN108435189B (zh) | 一种具有抗水抗硫性能的钐掺杂铁基脱硝催化剂及其制备方法 | |
| CN108187688A (zh) | 一种可于室温下将甲醛完全催化氧化的催化剂的制备方法 | |
| CN110773153A (zh) | 一种担载型锰基中低温脱硝催化剂、制备方法及其应用 | |
| CN106315681A (zh) | 一种用于汽车尾气净化的稀土钙钛矿型储氧材料 | |
| CN114210335A (zh) | 一种低温抗水抗硫的去除一氧化碳的非贵金属催化剂 | |
| CN111135834A (zh) | LaNixCo1-xO3型La系钙钛矿光热协同降解甲苯 | |
| CN114272934A (zh) | 一种富缺陷的Co3O4/La0.7CoO3复合催化剂 | |
| CN114054039A (zh) | 一种利用人工合成针铁矿制备MnOx/α-Fe2O3复合脱硝催化剂的方法及其应用 | |
| CN111569922B (zh) | 用于催化燃烧voc废气的稀土掺杂类水滑石衍生氧化物催化剂及其制备方法 | |
| CN105727965A (zh) | 一种用于烟气脱硝的铜锆铈钛复合氧化物催化剂及其制法 | |
| CN112642450A (zh) | 一种磷掺杂炭气凝胶负载锰铈催化剂的制备方法 | |
| CN112844374A (zh) | 一种Mn-Ce-Ti氧化物气凝胶脱硝催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN110548521B (zh) | 一种高性能的低温nh3-scr催化剂及其制法和用途 | |
| CN115245820B (zh) | 一种尖晶石催化剂、其制备方法与应用 | |
| CN113856690B (zh) | 一种用于低浓甲烷催化燃烧的钴基催化剂 | |
| CN109046324B (zh) | 一种以介孔氧化铈为载体的中低温脱硝催化剂及制备方法 | |
| CN109772159A (zh) | 一种非晶态锰氧化物催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN105688883A (zh) | 一种用于烟气脱硝的高性能锆铈钛固溶体催化剂及其制法 | |
| CN105817227A (zh) | 一种用于丙烷催化燃烧反应的纳米氧化镍的制备方法 | |
| JP6181260B1 (ja) | 排ガス浄化用の触媒組成物及び排ガス浄化触媒 | |
| Jiang et al. | Investigation of La-doped MnOx in PTFE filter bag for low-temperature selective catalytic reduction of NOx in cement industry flue gas with NH3 | |
| CN112316934A (zh) | 一种烧绿石复合氧化物碳烟消除催化剂及制备方法和应用 | |
| CN113786835B (zh) | 一种应用于VOCs催化燃烧的金属氧化物催化剂及其制备方法和应用 |
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: 20220322 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |