[发明专利]一种用于NO常温催化氧化的氧化铬催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环境净化领域的净化材料及其制备方法，具体是一种用于NO常温催化氧化的氧化铬催化剂及其制备方法。

背景技术

氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一，能够产生光化学烟雾、酸雨、臭氧层破坏和温室效应，严重危害着人类的健康及整个生态环境。随着我国经济的高速增长，我国NOx的排放量呈增加的趋势。2011年我国的氮氧化物排放量为2404.28万吨，预计到2030年将达到3540万吨。

NOx主要分为NO和NO₂，NO₂相对容易消除，通过碱液就能完全吸附消除。而NO的消除则采用间接法，现将NO催化氧化成NO₂后，再通过碱液吸收。因此，NO的催化氧化是有效治理NOx的关键技术。目前催化氧化NO的催化剂材料大致分为以下几类：分子筛、活性炭、贵金属催化剂和过渡金属催化剂等。在脱除NO的过程中，分子筛催化剂适用于高温，当温度低于200℃时，活性很低，几乎没有催化活性。活性炭催化剂具有大的比表面积及特殊的孔径结构分布，但随温度的升高，活性炭催化剂催化氧化NO催化活性迅速降低，同时活性炭催化剂的疏水性能差，导致催化氧化NO的消除率受到抑制。贵金属催化剂中的Pt催化剂具有较高的NO催化氧化活性，但是贵金属Pt的资源缺乏、价格高，应用受到不广。因此使用过渡金属作为催化剂如纯铬催化剂，应用于常温常压催化氧化，并于低温(≤200℃)或低浓度(≤200ppm)NOx的净化有良好的效果。但传统制备的纯铬催化剂存在稳定性不够好的问题，所以由传统的沉积沉淀法改为水热法，不仅仍为常温常压催化，而且NO的100％消除的持续时间得到明显提升。

经查阅发现，中国发明专利CN102240505A公开了一种铁催化剂还原NO的方法，该催化剂在750℃以上可达到95％以上的NO脱除效率，该催化剂虽对NO具有较高的催化转化率，但其只有在高温条件下才有较好的催化作用，不适用于常温氮氧化物的净化。

另一中国发明专利CN103272613A公开了一种低温选择性还原脱硝催化剂，以V掺杂的ZrO₂～TiO₂复合氧化物为载体，活性组分为Mn的氧化物，助剂为钨、铬、铁、锡、铜和铈的复合氧化物，能够在80～120℃时就能取得较高的NO去除率，并且当系统中含有SO₂和H₂O时，仍能保有较高的催化效率，且SO₂对催化剂的毒害具有可恢复性。但该催化剂多种元素掺杂，影响因素过多，难以控制，限制其使用范围。

又经查阅发现，中国发明专利CN103534024A公开了一种NOx净化催化剂及其制备方法，由Ag和Ni组成的微粒负载于金属氧化物载体上，有较高的NO去除率，但Ag属于贵金属，成本较高，难以得到大面积的推广。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明的目的在于提供一种用于NO常温催化氧化的催化剂及其制备方法，该方法采用水热处理制备。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：以硝酸铬或氯化铬为铬源，CTAB、PVP或P123作为软模板剂，采用水热晶化法制备获得的以氧化铬为活性组分的催化剂。

一种用于NO常温催化氧化的氧化铬催化剂的制备方法，采用水热法制备，具体步骤为:

步骤一，配制质量比为2％-～4％的软模板剂水溶液，所述软模板剂为CTAB、PVP、P123中的一种；

步骤二，配制质量比为8～10％铬溶液，铬溶液与软模板剂溶液等质量混合，采用水热晶化法制备获得的以氧化铬为活性组分的催化剂。

优选地，所述水热晶化法，具体为：将铬溶液倒入软模板剂溶液中后，加入沉淀剂，调节pH至9～10，搅拌4～6h，晶化15～25h，晶化温度100～140℃，过滤，洗涤，50～100℃干燥12h，200～500℃煅烧2～6h，得到催化剂。

优选地，所述铬溶液，其中铬源为硝酸铬或氯化铬。

优选地，所述沉淀剂为尿素、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、碳酸钠中的一种。

根据本发明的一方面，提供一种上述制备方法得到的用于NO常温催化氧化的氧化铬催化剂，该催化剂为单一组分纯氧化铬。所述催化剂能使NO高效氧化，常温下催化剂对NO消除率达到100％。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：