[发明专利]一种基于粉煤灰的高电子迁移催化材料制备方法

说明书

本发明提供一种基于粉煤灰的高电子迁移催化材料制备方法，包括：利用粉煤灰原灰进行湿渣磁选；将湿渣磁选后得到的粉体进行高能球磨；通过高能球磨后的粉体实现等离子体放电。本发明通过电子的快速迁移，提升催化剂表面活性，促使其表面生成更多活性位点，从而加快车辆脱硝进程中污染物间的氧化还原反应进程。所用原材料粉煤灰属于工业废料，来源广泛并且价格低廉，对其进行资源化回收利用，不仅解决了催化剂的原料来源，还一并解决了粉煤灰的储存问题、污染问题，对有效缓解资源短缺、促进废物再利用和实现可循环发展具有十分重要的意义。

技术领域

本发明涉及脱硝催化剂制备技术领域，具体涉及一种基于粉煤灰的高电子迁移催化材料制备方法。

背景技术

氮氧化物(NO_x)排放处理不当不仅会使空气质量变差、产生酸雨、与臭氧形成光化学污染，还会使人体产生各类肺部方面的疾病，因此减少氮氧化物的排放成为国内外相关领域学者的一致认识。选择性催化还原(SelectiveCatalyticReduction，SCR)是欧洲柴油车尾气处理的主流技术，其中催化系统是该技术的核心部分，如何提高催化效率或者能够研发出一种高效的催化材料是SCR技术中催化系统的主要研究方向。目前使用最多的SCR催化剂是钒钛系催化剂，脱硝活性高、抗硫性好，但其主要问题在于五氧化二钒毒性较大，被列入危废。

粉煤灰作为电厂燃烧燃煤所产生的废料，包括多种可用作催化剂原料或者催化载体的成分，如SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等。其中铁氧化物作为过渡金属化合物具备良好的导电性能以及较高的催化活性，是传统钒钛系催化剂的理想替代品。因此，可以用粉煤灰为原料制备铁基催化剂。

目前的制备方法多从提升比表面积、提升氧化还原性考虑。而催化反应本质上是利用催化剂的各项性能改变反应途经、降低反应所需活化能的一个过程。反应物与反应物、反应物与催化剂之间存在的电子迁移能够控制反应物接触表面的活性、氧缺陷位数量与表面酸性强弱，所以如何有效提高催化剂的电子迁移率是提升催化剂的催化活性、选择性与反应速率的关键。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于粉煤灰的高电子迁移催化材料制备方法，其能够有效提升催化材料的电子迁移率，使其性能提升四个数量级，达到增加脱硝活性的目的。

为实现上述目的，本申请的技术方案为：一种基于粉煤灰的高电子迁移催化材料制备方法，包括：

利用粉煤灰原灰进行湿渣磁选；

将湿渣磁选后得到的粉体进行高能球磨；

通过高能球磨后的粉体实现等离子体放电。

作为本发明的进一步改进是，所述湿渣磁选实现方式为：

首先调节水灰比在8:1-1:1之间，加入1％-5％的无水乙醇；

然后利用电动搅拌器搅拌230-255s待其混合均匀后，放入11000-15000GS的磁棒进行吸附，重复此步骤多次提高磁选率；

最后放入干燥炉中50℃下干燥2.5-4.5h得到干燥粉体。

作为本发明的进一步改进是，所述高能球磨实现方式为：

将湿渣磁选后的干燥粉体放入磨球罐，放入一定量无水乙醇使其呈现粘稠糊状；

放入磨球，所述磨球为直径不同的多种磨球，设置球磨机转速为500-600r/min，球磨时间为28-32h；

球磨后放入干燥炉中50℃下干燥2.5-4.5h得到干燥粉体。

作为本发明的进一步改进是，所述磨球为直径4mm、6mm、10mm和20mm的四种磨球，其质量比依次为35:52:52:35。