一種鈷負載鈰錳氧化物催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鈷負載鈰錳氧化物催化劑的制備及在低濃度一氧化氮凈化中的應(yīng)用，在環(huán)境凈化領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市的不斷發(fā)展，機動車保有量大幅增加，而機動車是一個流動的污染源，因為燃料在內(nèi)燃機中不可能完全燃燒或燃燒不完全，從而產(chǎn)生如碳煙、一氧化碳(C0)、碳氫化合物(HC)、氮氧化合物(N0X)、鉛(Pb)、二氧化硫(S02)等污染物排向大氣，成為污染大氣環(huán)境的有害物質(zhì)。據(jù)統(tǒng)計，大氣污染物總量的90%為汽車等流動污染源排放的污染物。對于汽油機產(chǎn)生污染物的凈化技術(shù)主要是在三效催化技術(shù)基礎(chǔ)上不斷發(fā)展，以滿足日益嚴格的排放標準。隨著稀薄燃燒汽油機的問世，對于氮氧化物的排放問題主要采取存還原(NSR)和^^^選擇性催化還原(SCR)技術(shù)，均能達到很好的Ν0 ^治理效果，其中SCR技術(shù)能達到80%的凈化效率。
[0003]SCR技術(shù)治理NOji果顯著，但僅適用于較高濃度(>200ppm)和溫度(200~400°C )的工況條件。諸如停車場，隧道之類的半封閉空間，由于自然通風(fēng)的限制，汽車尾氣污染物不能及時排出而使污染物富集，從而產(chǎn)生的空氣污染并不能用該技術(shù)來治理。半封閉空間濃度低，范圍廣，只能應(yīng)用常溫治理的方法，開發(fā)治理常溫催化劑具有重要意義，N0X中90%以上是一氧化氮(N0)，因此，將N0催化氧化成N02，同時結(jié)合后續(xù)的堿吸收，是目前常溫治理^^^最為有效的方法之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了鈷負載鈰錳氧化物催化劑的制備方法，是以氧化還原法制備鈰錳氧化物，然后以等體積浸漬法在鈰錳氧化物上負載鈷，其具體步驟如下:
一種鈷負載鈰錳氧化物催化劑的制備，其特征在于，該催化劑是以氧化還原法制備鈰錳氧化物，然后以等體積浸漬法在鈰錳氧化物上負載鈷，其具體步驟如下:
第一步，稱取錳鹽，鈰鹽置于100毫升去離子水中，室溫攪拌溶解，形成溶液1，其中錳與鈰的摩爾比為(0.5-2.5):1，所述的錳鹽為硝酸錳或氯化錳；所述的鈰鹽為硝酸亞鈰或硝酸鈰銨；
第二步，稱取1.52克高錳酸鉀置于60毫升去離子水中，室溫攪拌溶解，形成溶液2 ;
第三步，將溶液2滴加到溶液1中，室溫繼續(xù)攪拌24小時后過濾，將所得固體放入40-60°C烘箱中干燥過夜，然后在200-400°C焙燒2_4小時，得到鈰錳氧化物；
第四步，將鈷鹽溶于去離子水中形成鈷溶液，然后將鈷溶液滴加到上述得到的1.00克鈰錳氧化物中，等體積浸漬8-24小時后，置于60-80°C烘箱中干燥過夜，然后在200-400°C焙燒2-4小時，得到鈷負載鈰錳氧化物催化劑；所述的鈷鹽為硝酸鈷或氯化鈷。
[0005]—種由所述方法制備得到的鈷負載鈰錳氧化物催化劑。
[0006]所述方法制備得到的鈷負載鈰錳氧化物催化劑，在低濃度一氧化氮凈化中的應(yīng)用，其特征在于具體反應(yīng)條件如下:反應(yīng)溫度25°C，氣體總流量420mL/min，反應(yīng)氣組成為lOppmNO，21%02及平衡氣 N 2。
[0007]本發(fā)明中，提出了鈷負載鈰錳氧化物催化劑，用于低濃度N0催化氧化，具有較好的性能，由于該催化劑中氧化錳具有良好的氧化性能，氧化鈰具有優(yōu)異的儲放氧能力，同時氧化鈷也具備一定的氧化性能，三者相結(jié)合對N0氧化較為有利。
[0008]本發(fā)明中，制備了鈷負載鈰錳氧化物催化劑，該催化劑中氧化錳具有良好的氧化性能，氧化鈰具有優(yōu)異的儲放氧能力，同時氧化鈷也具有一定的氧化性能，因此，在常溫下對低濃度一氧化氮具有較好的催化氧化性能，轉(zhuǎn)化率可達到96%，480分鐘后還能保持在70%，并且本發(fā)明制備催化劑的原料易得，工藝簡單，成本較低，易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合具體實施例進行詳細說明:本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述實施例。
[0010]實施例1:
稱取1.48克氯化錳，6.51克硝酸亞鈰溶解于100毫升去離子水中，形成溶液1。稱取1.52克高錳酸鉀溶于60毫升去離子水中，形成溶液2。將溶液2滴加到溶液1中，室溫繼續(xù)攪拌24小時后過濾，洗滌，將所得固體置于50°C烘箱中干燥過夜，然后在300°C焙燒3小時，得到鋪猛氧化物，記為Cel-Mn-0x。
[0011 ] 稱取0.120克硝酸鈷溶于2.80毫升去離子水中形成鈷溶液，然后將鈷溶液滴加到
1.00克Cel-Mn-0x*，等體積浸漬24小時后，置于60-80°C烘箱中干燥過夜，然后在300°C焙燒3小時，得到鈷負載鈰錳氧化物催化劑，記為Co/Cel-Mn-0x。
[0012]稱取0.200克上述獲得的催化劑，在25°C下通入反應(yīng)氣，氣體組成為lOppm NO,21%02及平衡氣N 2，，總流量為420mL/min，活性測試結(jié)果為:凈化率達到89%，150分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化率仍然保持70%以上。
[0013]實施例2:
與實施例1相比較，不同的是氯化錳的質(zhì)量為1.98克，硝酸亞鈰的質(zhì)量為4.34克，其他物料用量和操作條件與實施例1相同，得到CO/Ce2-Mn-0jf化劑?；钚詼y試結(jié)果為:凈化率達到92%，290分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化率仍然保持70%以上。
[0014]實施例3:
與實施例1相比較，不同的是氯化錳的質(zhì)量為2.23克，硝酸亞鈰的質(zhì)量為3.26克，其他物料用量和操作條件與實施例1相同，得到CO/Ce3-Mn-0jf化劑?；钚詼y試結(jié)果為:凈化率達到96%，480分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化率仍然保持70%以上。
[0015]實施例4:
與實施例1相比較，不同的是氯化錳的質(zhì)量為2.37克，硝酸亞鈰的質(zhì)量為2.60克，其他物料用量和操作條件與實施例1相同，得到CO/Ce4-Mn-0jf化劑?；钚詼y試結(jié)果為:凈化率達到99%，320分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化率仍然保持70%以上。
[0016]實施例5:
與實施例1相比較，不同的是氯化錳的質(zhì)量為2.47克，硝酸亞鈰的質(zhì)量為2.17克，其他物料用量和操作條件與實施例1相同，得到CO/Ce5-Mn-0jf化劑。活性測試結(jié)果為:凈化率達到99%，200分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化率仍然保持70%以上。
【主權(quán)項】
1.一種鈷負載鈰錳氧化物催化劑的制備，其特征在于，該催化劑是以氧化還原法制備鈰錳氧化物，然后以等體積浸漬法在鈰錳氧化物上負載鈷，其具體步驟如下: 第一步，稱取錳鹽，鈰鹽置于100毫升去離子水中，室溫攪拌溶解，形成溶液1，其中錳與鈰的摩爾比為(0.5-2.5):1，所述的錳鹽為硝酸錳或氯化錳；所述的鈰鹽為硝酸亞鈰或硝酸鈰銨； 第二步，稱取1.52克高錳酸鉀置于60毫升去離子水中，室溫攪拌溶解，形成溶液2 ; 第三步，將溶液2滴加到溶液1中，室溫繼續(xù)攪拌24小時后過濾，將所得固體放入40-60°C烘箱中干燥過夜，然后在200-400°C焙燒2_4小時，得到鈰錳氧化物； 第四步，將鈷鹽溶于去離子水中形成鈷溶液，然后將鈷溶液滴加到上述得到的1.00克鈰錳氧化物中，等體積浸漬8-24小時后，置于60-80°C烘箱中干燥過夜，然后在200-400°C焙燒2-4小時，得到鈷負載鈰錳氧化物催化劑；所述的鈷鹽為硝酸鈷或氯化鈷。2.一種由權(quán)利要求1所述方法制備得到的鈷負載鈰錳氧化物催化劑。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鈷負載鈰錳氧化物催化劑的制備，是以氧化還原法制備鈰錳氧化物，然后以等體積浸漬法在鈰錳氧化物上負載鈷，氧化錳具有良好的氧化性能，而氧化鈰具有優(yōu)異的儲放氧能力，氧化鈷也具有一定的氧化性能，該催化劑對低濃度一氧化氮具有較好的凈化效率，25℃下轉(zhuǎn)化率可達到96%，亦能保持較長的壽命，并且制備催化劑的原料易得，工藝簡單，成本較低，易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】B01J23/889
【公開號】CN105289641
【申請?zhí)枴緾N201510721507
【發(fā)明人】何丹農(nóng), 楊玲, 高振源, 趙昆峰, 蔡婷, 袁靜, 張濤
【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
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年10月30日