CN115709093A - 一种SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于领域,提供了一种SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂及其制备方法与应用,其中SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂的制备方法,包括下述步骤:S1、取硝酸钐、乙酸锰和柠檬酸粉末进行混合,得到SmMn2O5前驱体;其中,硝酸钐、乙酸锰和柠檬酸粉末的摩尔比为1:2:4.5;S2、取SmMn2O5前驱体、凹凸棒和分子筛粉体放入高能球磨内进行高度研磨、混合,得到SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合样品;其中,SmMn2O5前驱体、凹凸棒和分子筛粉体的质量比为:1:(10~20):(50~100);S3、取SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合样品放入坩埚中进行高温焙烧,得到SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂。用于解决SmMn2O5莫来石催化剂协同脱硝、脱含氯VOCs过程中出现的氯中毒的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及环境处理材料领域,尤其涉及一种SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂及其制备方法与应用。
背景技术
SmMn2O5作为过渡金属氧化物中的一类莫来石催化剂,因来源广、成本低、低温活性好、结构可调性强等优势而成为催化脱硝、脱VOCs领域研究的热点催化剂;但SmMn2O5氧化物在协同脱除含氯VOCs和NO废气时,其会因表面Lewis酸性位金属被氯化而中毒缺乏长期稳定的催化活性并产生大量有害副产物。
发明内容
本发明的一种SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂及其制备方法与应用,用于解决背景技术中SmMn2O5莫来石催化剂协同脱硝、脱含氯VOCs过程中出现的氯中毒的技术问题。
本发明提供的技术方案如下:一种SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂的制备方法,其特征在于,包括下述步骤:
S1、取硝酸钐、乙酸锰和柠檬酸粉末进行混合,得到SmMn2O5前驱体;其中,硝酸钐、乙酸锰和柠檬酸粉末的摩尔比为1:2:4.5;
S2、取SmMn2O5前驱体、凹凸棒和分子筛粉体放入高能球磨内进行高度研磨、混合,得到SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合样品;其中,SmMn2O5前驱体、凹凸棒和分子筛粉体的质量比为:1:(10~20):(50~100);
S3、取SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合样品放入坩埚中进行高温焙烧,得到SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂。
进一步的,步骤S2中,研磨时间为5~10h,所得SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合样品的颗粒粒径为200~400目。
进一步的,步骤S3中,焙烧温度550℃,焙烧时间3~8h。
一种SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂,通过任一项所述的SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂的制备方法得到。
SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂在脱硝、脱CVOCs中的应用。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)本发明的SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂的制备方法,利用分子筛及凹凸棒土表面的丰富酸性位点为Cl-C键和NH3提供吸附位点,实现了Cl-C键在分子筛及凹凸棒土表面酸性位点先解离为HCl并从催化剂表面脱附离开,有效抑制了氯对催化剂的侵蚀。
(2)本发明的SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂的制备方法,比传统溶胶凝胶法更为简单、且催化效果更佳。
(3)本发明的SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂,相比于传统的SmMn2O5催化剂,还原一氧化氮为氮气和催化转化氯苯中Cl为HCl的效果更佳,同时,温度越高,催化氧化氯苯为二氧化碳的转化率越高。
附图说明
图1是本发明中实施例1、实施例2和实施例3中SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛净化氯苯和一氧化氮的效率对比图;
图2是本发明中实施例2中SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛与SmMn2O5净化氯苯和一氧化氮的效率对比图;
图3是本发明实施例1、实施例2和实施例3中SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛与SmMn2O5催化氧化氯苯为二氧化碳的效果对比图;
图4是本发明SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例,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用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
取10mmol硝酸钐、20mmol乙酸锰和45mmol柠檬酸粉末进行混合,得到SmMn2O5前驱体;取1gSmMn2O5前驱体、10g凹凸棒和50g分子筛粉体放入高能球磨内,研磨8h,得到颗粒粒径为300目的SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合样品;将SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合样品放入坩埚中550℃焙烧6h,得到SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂。
实施例2
取10mmol硝酸钐、20mmol乙酸锰和45mmol柠檬酸粉末进行混合,得到SmMn2O5前驱体;取1gSmMn2O5前驱体、15g凹凸棒和80g分子筛粉体放入高能球磨内,研磨8h,得到颗粒粒径为300目的SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合样品;将SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合样品放入坩埚中550℃焙烧6h,得到SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂。
实施例3
取10mmol硝酸钐、20mmol乙酸锰和45mmol柠檬酸粉末进行混合,得到SmMn2O5前驱体;取1gSmMn2O5前驱体、20g凹凸棒和100g分子筛粉体放入高能球磨内,研磨8h,得到颗粒粒径为300目的SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合样品;将SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合样品放入坩埚中550℃焙烧6h,得到SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂。
如图1所示,在RH=100%的饱和水蒸汽环境下,实施例1、实施例2和实施例3所得SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛分别同步催化净化氯苯和一氧化氮,三个SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛催化剂催化净化过程中喷入的NH3含量一致,实施例2的SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛相比于实施例1和实施例3所得的SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛催化还原一氧化氮为氮气和催化转化氯苯中Cl为HCl的效果更佳。
如图2所示,当实施例2的SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛和SmMn2O5分别同步催化净化氯苯和一氧化氮,两种催化剂催化净化过程中喷入的NH3含量一致,SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛催化还原一氧化氮为氮气和催化转化氯苯中Cl为HCl的效果明显比SmMn2O5高很多。
如图3所示,实施例2的SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛温度越高,催化氧化氯苯为二氧化碳的转化率越高,明显比单纯的SmMn2O5催化氧化氯苯为二氧化碳的能力强。
Claims (5)
1.一种SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂的制备方法,其特征在于,包括下述步骤:
S1、取硝酸钐、乙酸锰和柠檬酸粉末进行混合,得到SmMn2O5前驱体;其中,硝酸钐、乙酸锰和柠檬酸粉末的摩尔比为1:2:4.5;
S2、取SmMn2O5前驱体、凹凸棒和分子筛粉体放入高能球磨内进行高度研磨、混合,得到SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合样品;其中,SmMn2O5前驱体、凹凸棒和分子筛粉体的质量比为:1:(10~20):(50~100);
S3、取SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合样品放入坩埚中进行高温焙烧,得到SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂。
2.如权利要求1所述的一种SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂的制备方法,其特征在于,步骤S2中,研磨时间为5~10h,所得SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合样品的颗粒粒径为200~400目。
3.如权利要求1所述的一种SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂的制备方法,其特征在于,步骤S3中,焙烧温度550℃,焙烧时间3~8h。
4.一种SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂,通过权利要求1-3中任一项所述的SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂的制备方法得到。
5.权利要求4所述的SmMn2O5/凹凸棒土/分子筛复合催化剂在脱硝、脱CVOCs中的应用。
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