专利名称：一种花状形貌NiAl复合氧化物脱硫剂的制备方法
技术领域：
本发明属于气体净化脱硫剂制备领域，涉及一种烟气脱硫剂的制备方法，具体地 说是涉及到具有花状形貌的MAl复合氧化物脱硫剂的制备方法。
背景技术：
低浓度烟气二氧化硫的治理一直是环境污染治理技术的难点。大量烟气中二氧化 硫的排放形成酸雨，酸雨不仅破坏水体、土壤、森林等自然环境，还对人体、动物和植物造成 了危害。目前，普遍认为烟气脱硫(FGD)技术是控制SO2最有效的手段之一。但是存在一些 困难(1)尚无性能优良的脱硫材料；(2)需消耗大量的脱硫剂；(3)产生液体或固体废弃 物等等。例如，用石灰浆液吸收二氧化硫，虽效率高，但投资昂贵，存在废弃物二次污染等， 不适宜对低浓度二氧化硫的大规模脱除应用。因此，一种成本低廉、可反复使用的吸附材料 是值得研究的。类水滑石是一类阴离子层状化合物，经一定温度焙烧后，脱去层间水、阴离子而形 成复合金属氧化物固体。这种材料的特点是具有较大的比表面积、强碱性、高热稳定性以 及金属离子高度分散，因而它们适于吸附低浓度二氧化硫气体。Centi等人(①G，Centi ； S, Perathoner. Catal. Today. 2006,112,174 ；② G, Centi ；S, Perathoner. Appl. Catal. B Environ. 2007，70，172 ；③ G，Centi ；S, Perathoner. Catal. Today. 2007，127，219—229.)制 备了一系列从水滑石材料制得的Cu-Al复合氧化物，并研究它们对SO2的存储和消除性能。 Cheng 等人(Cheng, W. P ；Yu, X. Y ；Wang, W. J ；Liu, L ；Yang, J. G. ；He, Μ. Y. Catal. Lett. 2008， 9，1505-1509)在MgAlFe水滑石上浸渍Cu，研究其脱硫能力。陈银飞等人(陈银飞；葛忠 华；吕德伟·环境科学学报.2001,21 (3), 307-311.)利用MgAlFe水滑石，在600°C以上焙 烧后脱去表面水和层间水形成MgAlFe复合氧化物，测定它的吸附硫容，发现它对SO2有优 良的氧化吸附性能。目前各种研究多是针对MgAl类水滑石，或是对其负载不同金属来提高对SO2的去 除能力，而对其它类水滑石的SO2吸附能力还鲜有报道。研究表明，在脱硫剂中添加m改 性可以显著提高硫容。
发明内容
本发明要解决的技术问题是利用MAl类水滑石制得花状形貌的MAl复合氧化物 脱硫剂。本发明提供一种操作简单、无污染、成本低、产品分散性好的尿素制备法。该材料 的特殊形貌使其表面积增大，吸附SO2能力增强。本发明的催化剂制备方法如下1)微乳液的制备称 3-15gNi (NO3)2 ·6Η20和 2-lOgAl (NO3) 3 ·9Η20溶解于 50_400ml 蒸馏水中，放入水浴磁力搅拌器中，在室温下搅拌直到溶液完全澄清，然后将12-40g尿素 缓慢加入到上述溶液中，强力搅拌至少lh，得到微乳液；2)晶化将以上所得微乳液于90-100°C水浴搅拌下晶化24_48h。
3)洗涤将得到的样品进行水洗、醇洗、分离，在60°C的条件下干燥，得到NiAl水 滑石前驱体。4)煅烧将干燥后的样品放入马弗炉中从室温程序升温到500°C，再在500°C的条 件下煅烧4h，最终得到花状形貌NiAl复合氧化物。
图1是所制备的MAl复合氧化物脱硫剂的χ-射线衍射图(XRD)。其中，横坐标是 两倍的衍射角(2 θ )，纵坐标是衍射峰的强度(cps)。
图2是制备的NiAl脱硫剂的扫描电镜图(SEM)。图3是制备的NiAl脱硫剂的吸附/脱附曲线及孔径分布图。图4是制备的NiAl脱硫剂的X-射线光电子能谱图(XPS)。其中，横坐标是结合能 (eV)，纵坐标是信号强度(cps)。图5是NiAl脱硫剂在298K和473K下对二氧化硫吸附能力示意图。其中，横坐标 是二氧化硫分压力(kPa)，纵坐标是二氧化硫的吸附量(mmol/g)。
具体实施例方式以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。实施例1称量3. 89gNi (NO3)2 · 6H20 和 2. 5IgAl (NO3)3 · 9H20 溶解于 IOOml 蒸馏水中，放入 恒温水浴磁力搅拌锅中在室温下搅拌直到溶液完全澄清，然后在剧烈搅拌的条件下再将 12g尿素缓慢加入到上述溶液中，将以上所得微乳液置于水浴反应器中于90°C搅拌下晶化 24h。把得到的样品进行水洗、醇洗、分离，之后在真空干燥箱内60°C的条件下过夜干燥，得 到NiAl水滑石前驱体。将干燥后的样品放入马弗炉中以1°C /min速度从室温程序升温到 500°C，再在500°C的条件下煅烧4h，最终得到花状形貌NiAl复合氧化物。实施例2按照实施例1的本发明制备方法，将Ni (NO3)2 ·6Η20质量增加到8g，Al (NO3)3^H2O 质量增加到5g，蒸馏水体积增加到200ml，然后将尿素增加到24g，缓慢加入到上述溶液中， 水浴反应器中90°C搅拌下晶化30h，制得花状形貌NiAl复合氧化物脱硫剂。实施例3按照实施例1的本发明制备方法，将蒸馏水体积增加到150ml，水浴反应器中 100°C搅拌下晶化20h，制得花状形貌NiAl复合氧化物脱硫剂。实施例4按照实施例1的本发明制备方法，将Ni (NO3)2 · 6H20质量增加到12g， Al (NO3) 3 · 9H20质量增加到7. 5g，蒸馏水体积增加到300ml，尿素增加到24g，水浴反应器中 90°C搅拌下晶化48h，制得花状形貌NiAl复合氧化物脱硫剂。
权利要求
一种花状形貌NiAl复合氧化物脱硫剂的制备方法，其步骤如下1)微乳液的制备3-15gNi(NO3)2·6H2O和2-10gAl(NO3)3·9H2O溶解于50-400ml蒸馏水中，放入水浴磁力搅拌锅中在室温下搅拌直到溶液完全澄清，然后将12-40g尿素缓慢加入到上述溶液中，强力搅拌至少1h，得到微乳液；2)晶化将以上所得微乳液90-100℃水浴搅拌下晶化24-48h；3)洗涤将得到的样品水洗、醇洗、分离，在60℃的条件下干燥，得到NiAl水滑石前驱体；4)煅烧将干燥后的样品放入马弗炉中从室温程序升温到500℃，再在500℃的条件下煅烧4h，最终得到花状形貌NiAl复合氧化物。
2.根据权利要求1所述的一种花状形貌MA1复合氧化物脱硫剂的制备方法，其特征在 于，微乳液的制备时，使用3. 89gNi (N03)2 6H20和2. 51gAl(N03)3 9H20溶解于100ml蒸馏 水中。
全文摘要
本发明公开了一种对二氧化硫具有高效吸附性能的NiAl复合氧化物脱硫剂的合成方法，属于污染控制与技术领域。该材料合成是将硝酸镍和硝酸铝溶解于蒸馏水中，在剧烈搅拌的条件下加入尿素，将所得微乳液置于水浴反应器中，于90-100℃搅拌下晶化24-46h。经过过滤、洗涤、干燥得到NiAl水滑石前驱体，最后在马弗炉中500℃煅烧4h，即可得到花状形貌NiAl复合氧化物脱硫剂，并用所得的NiAl复合氧化物进行SO2吸附实验，证明该材料具有较好的SO2吸附性能。该种方法拓宽了类水滑石的应用范围，合成出特殊形貌的NiAl水滑石前驱体，并且其煅烧产物对SO2有良好的吸附性能，在吸附催化领域具有良好的应用价值和前景。
文档编号B01J20/08GK101829539SQ20101017992
公开日2010年9月15日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者李新勇, 石勇, 肇启东, 胡喜军, 赵玲, 闫清云, 陈国华 申请人:大连理工大学