[发明专利]制备载体材料的方法、载体材料、NO氧化催化剂及其应用

说明书

本公开涉及一种制备载体材料的方法、载体材料、NO氧化催化剂及其应用。制备载体材料的方法包括：a、使硅源、结构导向剂与任选的第一镁源接触反应，并使反应所得产物任选干燥后进行第一焙烧，得到介孔含氧化硅材料；b、在第一浸渍条件下，使含有第二镁源的第一浸渍液与介孔含氧化硅材料接触进行第一浸渍，任选进行干燥和/或第二焙烧，得到载体材料；其中a和b至少一个步骤中与镁源接触引入镁元素。该方法反应条件温和、设备和操作简单，采用该方法制备的催化剂具有良好的NO氧化性能和抗硫中毒性能。

技术领域

本公开涉及一种制备载体材料的方法、载体材料、NO氧化催化剂及其应用。

背景技术

随着我国经济的发展，化石燃料的开发、生产、消费等环节带来的环境污染也越来越严重，其中大气烟尘、酸雨、温室效应和臭氧层的破坏已经成为危害人类健康的四大杀手。如今，我国仍以煤炭、原油等一次能源为主要能源，他们在燃烧过程中产生的硫氧化物(SO_X：SO₃和SO₂)或氮氧化物(NO_X)是造成酸雨的主要根源，是雾霾的前驱体。

从反应化学来讲，SO_X可以利用酸碱反应来脱除，反应简单，操作窗口宽；受热力学限制，烟气中NO_X的组成NO占比通常在95％左右，因此NO_X的脱出关键在于NO的脱除，但是由于NO既不具备水溶性，也没有酸碱性，很难脱除。国际上通常采用催化还原氧化方法将NO转化为氮气(SCR)；或者催化氧化将NO转化为能被碱性溶液吸收的NO₂，进行脱除；或者将NO利用催化剂直接高温分解。但是，SCR方法催化剂成本高，并且存在氨逃逸等二次污染等问题，且存在副产物硫酸铵堵塞烟道的情况；NO高温分解虽然不存在二次污染等情况，但是催化剂活性易被抑制，尤其受烟气中氧含量影响严重等问题；NO催化氧化一直是研究的热点，其可利用烟气中的过剩氧，在合适的反应温度下，将NO转化为NO₂，在利用催化剂中的NO₂吸附物质或者后续湿法洗涤工艺将NO₂脱除，该方法不但不需要还原剂，并且巧妙利用烟气中的过剩氧，一直是科研人员研究的重点。但是，NO催化氧化催化剂存在易被SO₂中毒的问题，所以如何提高催化氧化催化剂的抗硫性能一直是研究的重点。

CN 101259368中公开了一种以ZSM-5型分子筛为催化剂催化氧化NO的方法。该方法是以H型、Na型或者金属交换的ZSM-5分子筛为催化剂，以有氧NO废气中O₂为氧化剂，在0～100℃条件下将NO氧化为NO₂；废气中水汽含量以环境温度下的相对湿度计为0～100％。所述的ZSM-5分子筛的Si/Al比不低于30，直至全硅。具有良好的抗水性和低温催化活性。

CN 102188979中公开了一种催化氧化法烟气脱硝催化剂及其制备方法。该NO氧化催化剂由钛交联的粘土为载体，铜与钒的氧化物为活性组合而成。钛交联粘土载体是在酸性条件下，以丙酮为分散剂，经钛酸正丁酯与钠基蒙脱石悬浊液交联、老化制得。活性成分前驱体硝酸铜、偏钒酸铵溶液通过浸渍法固定在载体上，在经过干燥和程序升温短少制得。其中铜负载量为2％～10％，钒负载量为0.5％～5％。该催化剂具有较好的硫、水耐受性、再生性和脱硝效果。

CN 103143345中公开了一种催化氧化氮氧化物的复合催化剂及其制备方法，其中所述的复合催化剂是以氧化锆为催化剂载体，在催化剂载体上负载过渡金属氧化物为活性组分，稀土金属氧化物为助剂组分。300℃该催化剂氧化NO的转化率为NO。

CN 103263925中公开了一种铈锆基NO氧化常温催化剂的制备方法。其特征在于，以活性氧化铝粉末为载体，通过先浸渍负载硝酸铈和硝酸锆，焙烧后再浸渍乙酸铜和氨水的混合溶液，在低温干燥后制得催化剂，实现对NO从常温氧化。