[发明专利]一种铬基NO常温氧化催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种铬基NO常温氧化催化剂及其制备方法，所述方法为：将铬源溶于乙醇与模板剂的混合溶液中，并缓慢加入沉淀剂；所述沉淀剂为乙二胺、三乙胺、三乙醇胺中的一种；所述模板剂为F127、PVP中的一种；然后调节pH至9～10，搅拌、过滤、洗涤，50～100℃干燥，200～500℃煅烧，得到铬基NO常温氧化催化剂。通过本发明所述方法制备的催化剂适用于NO的常温常压催化氧化反应中，原料易得，制备方法简单；该催化剂在常温(0～40℃)、高空速(～150000mL/(g·h))、高湿度(～100％RH)条件下实现低浓度NO(0～20ppm)的完全催化氧化。

技术领域

本发明涉及环境净化技术领域，具体的说，涉及一种铬基NO常温氧化催化剂及其制备方法和应用，适用于环境污染物NO的常温催化氧化。

背景技术

氮氧化物(NO_x)是主要的大气污染物之一，氮氧化物的危害主要包括：①对人体及动物的致毒作用；②对植物的损害作用；②NO_x是形成酸雨、酸雾的主要原因之一；③NO_x与碳氢化合物形成光化学烟雾；④NO_x亦参与臭氧层的破坏。2012年我国的氮氧化物排放量为2338万吨，机动车2012年NO_x排放总量为640万吨。随着我国经济发展，私家机动车数量的增大，氮氧化物仍有上升的趋势。

目前，NO_x的处理技术包括以下几个方面：

一是选择性催化还原法，该方法以NH₃(或C_mH_n等)作为还原剂，与NO_x反应并生成无毒无污染的N₂和H₂O，该类催化剂不仅价格相对较低，而且脱硝效率高、选择性强、抗中毒能力强、稳定可靠,成为世界上应用最多、最为成熟且最有成效的一种烟气脱硝技术。但此方法存在着只能高温下使用的缺点，因此不足以实现NO_x的常温消除。

二是活性碳吸附法，活性炭的孔隙结构丰富，比表面积大，吸附性能好。它能够吸附、催化其它物质在其孔隙内的积聚，保持和碳及其基团反应能力，且具有稳定的物理化学性；但是随着温度升高与水分在活性炭中疏散困难，活性炭对NO_x的吸附能力降低，而且活性炭对NO吸附较为困难，不利于NO_x的完全消除。

三为等离子法，利用高能电子将60-100℃的烟气中的N₂、O₂和水蒸气等分子激活电离裂解，生成大量离子、自由基和电子等活性粒子，将烟气中的SO₂和NO_x氧化，同时与喷入的氨反应生成硫酸铵和硝酸铵。但由于需要采用大容盘、耗电量大、电极寿命短、价格昂贵，不利于大范围推广。为了克服目前各技术的不足，因此使用过渡金属如铬元素来制备催化剂，使用过渡金属成本低，活性较好，能实现催化剂在常温下治理的要求。使用新沉淀剂制备纯铬催化剂，不但为常温常压催化，而且NO_x的100％去除时间也得以提升。

经调研获知，中国发明专利CN101972661A公开了一种金属复合SCR催化剂还原NO的方法，该催化剂的工作温度范围为80℃～200℃，在120℃可达到89％以上的NO去除效率，但其只有在较高的温度下才有较好的催化作用，对于常温氮氧化物的净化没有促进作用。

此外，另一发明专利CN102371152A公开了一种贵金属掺杂的脱硝催化剂，贵金属的掺量为0.2％～3％，在200℃时有着较好的NO_x的消除性能，但贵金属存在着价格昂贵，难以推广，限制其使用范围。