一種擔(dān)載型氧化鉻催化劑及其制備和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種擔(dān)載型氧化鉻催化劑及其制備和應(yīng)用。一種擔(dān)載型氧化鉻催化劑，以氧化鋁、氧化硅、氧化錳、氧化鈦中的一種或其組合為載體，硝酸鉻、氯化鉻中的一種或其組合作為鉻源，采用沉積沉淀法，或浸漬法制備獲得的以鉻為活性組分的擔(dān)載型鉻催化劑。將其應(yīng)用于NO的常溫常壓催化氧化反應(yīng)中，能夠在常溫常壓催化氧化NO為NO2，獲得極高的轉(zhuǎn)化率，并且能夠長時間保持高活性和高穩(wěn)定性。本發(fā)明催化劑原料易得，工藝簡單，具有極好的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種擔(dān)載型氧化鉻催化劑及其制備和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種催化劑及其制備和應(yīng)用，具體的說涉及一種擔(dān)載型氧化鉻催化劑及其制備和應(yīng)用，能夠在環(huán)境溫度催化氧化NO，獲得極高的轉(zhuǎn)化率，并且能夠長時間保持穩(wěn)定。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，城市機(jī)動車保有量也在不斷攀升。隨之造成的環(huán)境污染也日益嚴(yán)重，2009年全國機(jī)動車排放污染物5143.3萬噸，其中一氧化碳4018.8萬噸，碳?xì)浠衔?82.2萬噸，氮氧化物583.3萬噸，顆粒物59.0萬噸。可見氮氧化物(NOx)就是其中主要污染物之一。
[0003]目前已投入規(guī)?；こ虘?yīng)用的NOx末端治理技術(shù)主要是選擇性催化還原法、汽車尾氣三效催化法(中國有色金屬學(xué)報，2004，14:347-353)、吸附法(Fuel, Vol.76，N0.6,pp.543-548, 1997; Applied Catalysis B: Environmental 125 (2012) 398 - 408;Chemical Engineering Journal 116 (2006) 25 - 37)、吸收法(Chemical EngineeringJournal, 192 (2012) 99 - 104 ；Fuel 96 (2012) 440 - 445 ；Catalysis Today, June2012，do1: 10.1016/j.cattod.2012.05.050; Catalysis Today 126 (2007) 400 - 405)。消除率可達(dá)80%以上，可將污染氣體中的NOx濃度從1000 ppm左右降到100-200 ppm，不過，它無法應(yīng)用于低溫(≤200°C)或低濃度(≤200ppm)N0x的凈化。即使通過吸附的方法，由于汽車排放的NOx中，90%以上為NO，而NO在常溫以上為超臨界流體，其物理吸附作用很弱，因此，NOx凈化效果依然較差，而且吸附并未改變NO的存在狀態(tài)，將其從吸附劑中脫附后，還是要面臨NO的治理問題，并不能徹底解決NOx污染問題。而通過酸堿中和反應(yīng)的吸收法簡單易行，并可將污染物NOx轉(zhuǎn)化為商業(yè)產(chǎn)品，變廢為寶，極具應(yīng)用前景。該法的使用前提是，將NO部分氧化為NO2,得到NO2占比重為50-60%的NOx氣體，這樣才有利于進(jìn)行高效的吸收。目前NO催化氧化溫度通常在200°C以上，常溫幾乎無法使其轉(zhuǎn)化。較長使用的NO催化氧化材料是活性炭纖維，但是效率較低。因此在本發(fā)明中，我們開發(fā)了一種擔(dān)載型含鉻催化材料，不僅實現(xiàn)了 NO常溫常壓的高效催化氧化，而且能夠保持較長的穩(wěn)定性，是目前所報道用于NO催化氧化的擔(dān)載型催化劑中活性和穩(wěn)定性能較好的催化材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種擔(dān)載型氧化鉻催化劑及其制備和應(yīng)用。
[0005]一種擔(dān)載型氧化鉻催化劑，其特征在于，以氧化鋁、氧化硅、氧化錳、氧化鈦中的一種或其組合為載體，硝酸鉻、氯化鉻中的一種或其組合作為鉻源，采用沉積沉淀法，或浸潰法制備獲得的以鉻為活性組分的擔(dān)載型鉻催化劑。
[0006]一種擔(dān)載型氧化鉻催化劑的制備方法，其特征在于，所述擔(dān)載型鉻催化劑采用沉積沉淀法，或浸潰法制備獲取，具體為:(1)沉積沉淀法:稱取鉻前軀體10.0克溶解于100毫升去離子水中，加入載體粉末，在常溫~100°c攪拌，加入沉淀劑，調(diào)節(jié)PH為3~9后，攪拌5~8小時，過濾，洗漆，60~150°C干燥12小時，100~700°C煅燒2~6小時，得到常溫常壓催化氧化的擔(dān)載型氧化鉻催化劑，理論擔(dān)載量為載體的I~300% ；
(2)浸潰法:稱取鉻前軀體，配成溶液，加入氧化物載體粉末，理論擔(dān)載量為載體的I~300%，攪拌，靜置12~72小時，100。。干燥12~72小時，在100~700。。煅燒2~6小時，得到常溫常壓催化氧化的擔(dān)載型氧化鉻催化劑。
[0007]所述鉻前軀體為硝酸鉻、氯化鉻中的一種或其組合。
[0008]所述沉淀劑為碳酸氫銨(NH4HCO3 )、尿素、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、碳酸鈉(Na2CO3)中的一種或其組合。
[0009]所述載體粉末為氧化鋁、氧化硅、氧化錳、氧化鈦等單相或混合相氧化物中的一種或其組合。
[0010]一種擔(dān)載型氧化鉻催化劑在環(huán)境溫度催化氧化一氧化氮的應(yīng)用。
[0011]所述催化劑應(yīng)用時的反應(yīng)氣氛為5-100 ppm NO，其余為空氣。
[0012]反應(yīng)活性評價:稱取1.0 g上述所獲得的催化劑在環(huán)境溫度開始通入反應(yīng)氣，進(jìn)行活性測試，總流量為≥720 ml/min (STP)。
[0013]所述催化劑用于NO催化氧化反應(yīng)，能在常溫吸附催化氧化NO并能夠保持長時間穩(wěn)定性。20 0C能使NO高效氧化，轉(zhuǎn)化率達(dá)到80%，在考察的400分鐘之內(nèi)轉(zhuǎn)化率仍然保持在50%以上。
[0014]本發(fā)明催化劑具有反應(yīng)活性高和長時間穩(wěn)定的特點，能夠極大的催化氧化NO，使之高效轉(zhuǎn)化。這不僅實現(xiàn)了常溫催化氧化NO反應(yīng)，對其進(jìn)行常溫消除，而且能夠長時間保持較高的轉(zhuǎn)化率，運行穩(wěn)定。本發(fā)明催化劑原料易得，工藝簡單，具有很好的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實施例1、2、3、4、5制備催化劑的NO催化氧化反應(yīng)活性結(jié)果?！揪唧w實施方式】
[0016]以下實例用于更詳細(xì)地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于此。
[0017]實施例1:
沉積沉淀方法制備擔(dān)載型氧化鉻催化劑，稱取硝酸鉻10.0 g溶解于100 ml去離子水中，攪拌溫度為環(huán)境溫度，加入氧化鋁載體粉末，加入沉淀劑氨水14 ml后，攪拌6 h，過濾，洗滌，100 0C干燥12 h，300 0C煅燒4 h，獲得催化劑。
[0018]稱取1.0 g上述所獲得的催化劑在常溫開始通入反應(yīng)氣，進(jìn)行活性測試，氣體組成為15 ppm NO，其余為空氣，總流量為≥720 ml/min (STP)。
[0019]實施例2:
與實施例1相比較，不同的是載體粉末為氧化硅，其他物料用量和操作條件與實施例1相同。
[0020]實施例3:
與實施例1相比較，不同的是載體粉末為氧化錳，其他物料用量和操作條件與實施例1相同
實施例4:
與實施例1相比較，不同的是沉淀劑為氧化鈦，其他物料用量和操作條件與實施例1相同。
[0021]實施例5:
浸潰法制備擔(dān)載型氧化鉻催化劑，稱取IOg硝酸鉻，溶解于5g去離子水中，加入3g氧化鋁載體粉末，攪拌均勻，室溫靜置12 h，100 °C干燥12 h，300 °C煅燒4 h，獲得催化劑。
[0022]稱取1.0 g上述所獲得的催化劑在常溫開始通入反應(yīng)氣，進(jìn)行活性測試，氣體組成為15 ppm NO，其余為空氣，總流量為≤720 ml/min (STP)。
[0023]以上實施例1、2、3、4、5的結(jié)果示于圖1，從圖1中可以看到，載體不同，將會影響擔(dān)載型氧化鉻催化劑的催化氧化NO的活性，氧化鋁作為載體表現(xiàn)出了較好的活性，沉積沉淀法好于浸潰法。沉積沉淀法制備的氧化鋁擔(dān)載鉻催化劑的催化氧化NO轉(zhuǎn)化率為80%，在所考察的400分鐘之內(nèi)轉(zhuǎn)化率依然保持在50%以上，本發(fā)明催化劑提高了常溫常壓催化氧化NO的活性和穩(wěn)定性，為以后催`化劑的放大生產(chǎn)，提供了非常好的實際應(yīng)用前景。
【權(quán)利要求】
1.一種擔(dān)載型氧化鉻催化劑，其特征在于，以氧化鋁、氧化硅、氧化錳、氧化鈦中的一種或其組合為載體，硝酸鉻、氯化鉻中的一種或其組合作為鉻源，采用沉積沉淀法，或浸潰法制備獲得的以鉻為活性組分的擔(dān)載型鉻催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種擔(dān)載型氧化鉻催化劑的制備方法，其特征在于，所述擔(dān)載型鉻催化劑采用沉積沉淀法，或浸潰法制備獲取，具體為: (1)沉積沉淀法:稱取鉻前軀體10.0克溶解于100毫升去離子水中，加入載體粉末，在常溫?100°c攪拌，加入沉淀劑，調(diào)節(jié)PH為3?9后，攪拌5?8小時，過濾，洗漆，60?150°C干燥12小時，100?700°C煅燒2?6小時，得到常溫常壓催化氧化的擔(dān)載型氧化鉻催化劑，理論擔(dān)載量為載體的I?300% ； (2)浸潰法:稱取鉻前軀體，配成溶液，加入氧化物載體粉末，理論擔(dān)載量為載體的I?300%，攪拌，靜置12?72小時，100。。干燥12?72小時，在100?700。。煅燒2?6小時，得到常溫常壓催化氧化的擔(dān)載型氧化鉻催化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種擔(dān)載型氧化鉻催化劑的制備方法，其特征在于，所述鉻前軀體為硝酸鉻、氯化鉻中的一種或其組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種擔(dān)載型氧化鉻催化劑的制備方法，其特征在于，所述沉淀劑為碳酸氫銨(NH4HCO3)、尿素、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、碳酸鈉(Na2CO3)中的一種或其組八口 ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種擔(dān)載型氧化鉻催化劑的制備方法，其特征在于，所述載體粉末為氧化鋁、氧化硅、氧化錳、氧化鈦等單相或混合相氧化物中的一種或其組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種擔(dān)載型氧化鉻催化劑在環(huán)境溫度催化氧化一氧化氮的應(yīng)用。
【文檔編號】B01D53/94GK103801286SQ201210455792
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月14日
【發(fā)明者】劉爽, 張豪杰, 王發(fā)根, 董亞梅, 王婷, 何丹農(nóng) 申請人:上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司