[发明专利]一种低温脱硝锰系催化剂负载用低温胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及一种胶粘剂，具体涉及一种低温脱硝锰系催化剂负载用 低温胶及其制备方法。

背景技术

氮氧化物(NOx)主要来自水泥厂、玻璃厂、火力发电厂等的化石燃料的燃烧，不仅仅 是引起酸雨的重要原因，还能够引起臭氧层破坏、光化学烟雾、雾霾等环境问题，严重影响 生态环境和人类健康。随着环境问题的日益突出，世界各国都开始了对环境问题的治理。在 控制氮氧化物的技术中，选择催化还原技术(SCR)由于具有低成本，高效率的特点，是重 要的脱硝技术。

在低温催化剂的制备中，对催化剂进行负载在催化剂的机械强度、使用寿命以及催化活 性等方面有重要影响。因此，一般会采用浸渍法、离子交换法、溶胶凝胶法、涂覆法等方法 对催化剂进行负载。浸渍法即将载体浸渍在活性物质的盐溶液中通过高温煅烧处理使活性物 质在载体表面形成氧化物簇的方法，一般用于制备粉末催化剂。该法也可用于堇青石等有一 定形状载体的负载，具体操作方法为先在堇青石涂覆一层Al₂O₃、TiO₂等增大表面积，后经 过多次浸渍法得到催化剂；该法操作较为复杂，且高温煅烧消耗能源。溶胶凝胶法一般以金 属醇盐、酸及无水乙醇为原料，加入活性组分的盐溶液,经陈化后制成稳定的溶胶。再对溶胶 进行烘干锻烧等处理制得负载的各种催化剂。一般为粉体催化剂。离子交换法用离子交换剂 作载体，以反离子的形式引入活性组分，制备高分散、大表面的负载型金属或金属离子催化 剂，一般用于制备沸石类或硅土类作为载体的催化剂。因此，选取合适的负载方式有着极为 重要的意义。

锰系催化剂尤其具有良好的低温催化活性，具有开发前景。实际生产过程中，需要将粉体 催化剂进行负载，载体一般为堇青石，玻璃纤维等，而该粉体催化剂又存在与载体粘结性不 好的问题。而一般的粘接剂中含有K，Na等离子，或者将催化剂表面的反应酸位覆盖，而导 致催化剂活性极大降低，因此亟需一种适合于纳米低温脱硝锰系催化剂的低温胶。

发明内容

本发明目的是提供一种低温脱硝锰系催化剂负载用低温胶及其制备方法，可解决现有现 有粘接剂中含有K、Na等离子，或者将催化剂表面的反应酸位覆盖导致催化剂活性极大降低 等问题，且制备的低温脱硝锰系催化剂负载用低温胶可有效提高载体和催化剂活性组分的结 合牢度，适合推广应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种低温脱硝锰系催化剂负载用低温胶的制备方法，包括以下步骤：

1)依次将无水乙醇、水、异丙醇、正硅酸乙酯、邻苯二酚和甲醛水溶液加入三口烧瓶， 进行不断搅拌与超声分散，得均匀的混合液I；

2)向所得混合液I中缓慢加入强酸，调节PH值至2～4，得混合液II，同时进行搅拌和 超声分散；

3)将混合液II加热至70～90℃，并进行恒温搅拌反应2～8h，至得粘性透明胶体(在烧 杯中有挂壁现象)，即为所述的低温脱硝锰系催化剂负载用低温胶。

上述方案中，所述无水乙醇、水、正硅酸乙酯和异丙醇的体积比为(3～8):1:(2～4):(0.05～0.1)。

上述方案中，所述邻苯二酚和甲醛水溶液的体积比为(1～1.2):1。

上述方案中，所述正硅酸乙酯与甲醛水溶液的体积比为(20～60):1。

上述方案中，所述强酸为盐酸或硝酸，浓度为1～3mol/L。

根据上述方案制备的低温脱硝锰系催化剂负载用低温胶，可用于载体(如堇青石，玻璃 布等)和催化剂活性组分(锰系)负载结合制备具有较高活性和使用寿命的低温脱硝锰系催 化剂。

本发明采用异丙醇可防止由于凝胶中溶剂挥发速率过快而导致的表面开裂问题；同时采 用共聚改性的方式，结合邻苯二酚和甲醛的反应，实现对低温胶粘接性能的调节作用，增加 结合牢度。

本发明的有益效果为：

1)本发明涉及的原料简单易得，不含K，Na等离子，避免催化剂中毒；制备的低温胶呈 酸性，可有效保证催化性的性能。

2)制备的低温胶可有效提高载体(如堇青石，玻璃布等)和催化剂活性组分(锰系催化 剂等)的结合牢度，有效延长所得复合催化剂的寿命；且相比于在基体表面先涂一层载体层， 再将活性层涂覆于涂层表面的方法，其利用溶胶凝胶法合成工艺简单。