[发明专利]一种氮氧化物净化剂的制备方法

说明书

本申请为分案申请，原案专利号为：201610268042.2，申请日为2016年4月22日，发明名称为：一种氮氧化物净化剂的制备方法。

技术领域

本发明属于污染物净化领域，具体涉及一种氮氧化物净化剂的制备方法。

背景技术

近年来,随着社会经济的不断发展，人们生活条件不断改善，机动车辆的数量越来越多, 机动车辆给我们的交通出行带来了方便，但是机动车尾气的排放造成的大气污染物严重影响了人体的健康。

机动车尾气的主要污染物之一是氮氧化物，氮氧化物对人和动植物都有一定的危害，它会刺激人的眼、鼻、喉和肺部等器官，造成呼吸系统疾病。另一方面，氮氧化物还会导致光化学烟雾、酸雨、温室效应以及臭氧层空洞等环境问题。

目前，为净化空气，治理氮氧化物污染的主要方法有：液体吸收法、固体吸附法、生物处理法和催化还原法。

液体吸收法工艺简单、投资少，缺点是净化效果差、对设备腐蚀严重以及不可避免的会造成二次污染。

固体吸附法对氮氧化物的吸附能力强，虽然具有很好的经济效益和工业应用前景，但是吸附剂吸附量小、设备占地面积大、吸附剂再生困难、寿命短等缺点使其不能得到广泛的应用。

生物处理法成本低，但会造成二次污染，处理量小。

催化还原法中NO_x被直接还原为N₂，不产生二次污染，然而其所使用的催化剂常为铂、钯、铑等贵金属，费用高，且制备过程需要较高的温度，能耗大。

因此，为克服以上方法所存在的缺陷，提出一种氮氧化物净化剂的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效且制备简单的氮氧化物净化剂的制备方法。

本发明采用以下技术方案：一种氮氧化物净化剂的制备方法，由如下重量份的组分制得：吡啶盐[C₈H₁₀NO]⁺Cl^-10份、硅胶mSiO₂·nH₂O或氧化铝15-30份、KOH2.5-4.0 份或K₂CO₃7.5-8.5份、氯仿45-150份，所述吡啶盐[C₈H₁₀NO]⁺Cl^-由环氧氯丙烷和吡啶等物质的量反应制备而成；包括以下步骤：

1)吡啶盐[C₈H₁₀NO]⁺Cl^-的制备：称取一定量的环氧氯丙烷于两口烧瓶中，在冰水浴中机械搅拌反应0.5h，然后加入与环氧氯丙烷等物质的量的吡啶，于1h内加完，继续在冰水浴中反应0.5h，之后撤去冰水浴，于25℃室温下搅拌反应4-8h,反应结束后，立即减压蒸馏，在冰水浴中迅速冷却，抽滤，产物用丙酮洗涤后在真空60℃下干燥12-24 小时即可；

2)硅胶或氧化铝活化：将硅胶mSiO₂·nH₂O或氧化铝用研钵磨碎，用孔径为0.30mm和0.63mm筛子进行筛分，取直径在0.3-0.63mm颗粒置于坩埚中，在500℃下焙烧3-4小时，放入干燥器备用；

3)吡啶盐修饰硅胶或氧化铝的制备：将步骤1)所得10份吡啶盐 [C₈H₁₀NO]⁺Cl^-加入到悬浮有15-30份步骤2)得到所得活化产物硅胶或氧化铝纳米粒子的45-150份氯仿中，然后分别加入2.5-4.0份的KOH或7.5-8.5的K₂CO₃在氮气的氛围下，在60-90℃下回流搅拌24h，将所得产物离心分离，将分离得到的固体用氯仿反复清洗后，再用无水乙醇洗涤至中性，放置真空干燥箱中 60-80℃温度下干燥10-20小时即可；

4)氮氧化物净化剂的制备：将步骤3)制备得到的吡啶盐修饰硅胶或氧化铝分散在离子交换剂中机械搅拌4-6小时，进行离子交换，然后抽滤，在真空中 60-80℃温度下干燥10-20小时即可。