一种协同脱硝脱汞的新型核壳结构催化剂及制备方法与流程

文档序号:23657337发布日期:2021-01-15 13:54阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种协同脱硝脱汞的新型核壳结构催化剂,其特征在于,以纳米级tio2为催化剂外壳,以负载ceo2的α-mno2纳米棒为内核;其中α-mno2纳米棒的粒径为50~150nm;以金属含量计,催化剂外壳tio2与内核α-mno2相对质量百分比为1~2:1,催化剂内核中ceo2与α-mno2相对质量百分比为5~20:80~95。

2.根据权利要求1所述的催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1.以高锰酸钾、硫酸锰为原料,采用水热法制备α-mno2纳米棒颗粒;

步骤2.采用过量浸渍法将ceo2负载于步骤1所得的α-mno2纳米棒颗粒上,制得ceo2-mno2颗粒;

步骤3.采用水热法将纳米级tio2包裹于步骤2所得的ceo2-mno2颗粒外,制得所述催化剂。

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤1中制备α-mno2纳米棒颗粒具体包括以下步骤:

s1.将高锰酸钾、硫酸锰溶于去离子水中,所得溶液再加入浓硫酸,混合均匀,转移至聚四氟乙烯罐中,将聚四氟乙烯罐密封后置于烘箱中恒温水热反应;

s2.反应完全后,将聚四氟乙烯罐自然冷却至常温,将罐内固体沉淀物离心、洗涤、干燥、研磨,即得α-mno2纳米棒颗粒。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述s1中,高锰酸钾与硫酸锰的摩尔比为1:1~3,所得溶液中硫酸锰的含量为0.1-0.3g/ml,去离子水与浓硫酸体积比为100-120:1~5,

或/和所述s1中,水热反应时烘箱温度为80~120℃,反应时间为6~30h,优选为12h;

或/和所述s2中,α-mno2纳米棒粉体干燥温度为60~100℃,干燥时间为8~12h。

5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤2中,制备ceo2-mno2颗粒具体包括以下步骤:将硝酸铈溶解于去离子水中后,再加入α-mno2,50~80℃水浴加热搅拌,进行过量浸渍,浸渍完成后,升温,蒸干溶剂;将蒸干溶剂后所得固体干燥、焙烧,研磨得到ceo2-mno2颗粒。

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,硝酸铈与α-mno2相对质量百分比为5~20:80~95;硝酸铈与去离子水相对质量百分比为5~10:90~95;

浸渍时间为2~8小时,优选为4小时;

升温至80~95℃后蒸干溶剂。

7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,将蒸干溶剂后所得固体干燥、焙烧,其中焙烧时采用程序升温,经常温升温至120℃,恒温2h,120℃升温至350℃,恒温2h,350℃升温至450~550℃,于450~550℃焙烧3~6h;升温速率为2℃/min。

8.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤3具体包括以下步骤:

步骤a.将钛酸四丁酯溶解于无水乙醇中后,再向乙醇溶液中滴加稀氨水,滴加完毕后,再加入步骤2制得的ceo2-mno2颗粒,全过程匀速搅拌,而后将所得悬浮液转移至聚四氟乙烯罐中,将四氟乙烯罐密封后,置于烘箱中恒温水热反应;

步骤b.待反应完全后,将聚四氟乙烯罐自然冷却至常温,将罐内固体沉淀物离心、洗涤、干燥、焙烧、研磨,得到所述催化剂。

9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,钛酸四丁酯与无水乙醇相对质量百分比为1~5:1~10,钛酸四丁酯与稀氨水相对质量百分比为1~10:1~5;稀氨水滴定速率为10ml/min,搅拌速度为300r/min;

水热反应过程中烘箱温度为80~120℃,反应时间为8~12h;

步骤b中干燥温度为60~100℃,干燥时间为8~12h。

10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述步骤b中焙烧时采用程序升温,催化剂经常温升温至120℃,恒温2h,120℃升温至350℃,恒温2h,350℃升温至450~550℃,于450~550℃焙烧3~6h;升温速率为2℃/min。


技术总结
本发明公开了一种协同脱硝脱汞的新型核壳结构催化剂及制备方法,属于化工环保催化剂技术领域。本发明的核壳结构催化剂以纳米级TiO2为催化剂外壳,以负载CeO2的α‑MnO2纳米棒为内核。本发明的制备方法包括:以高锰酸钾、硫酸锰为原料,采用水热法制备α‑MnO2纳米棒颗粒;采用过量浸渍法将CeO2负载于α‑MnO2纳米棒颗粒上,制得CeO2‑MnO2颗粒;采用水热法将纳米级TiO2包裹于CeO2‑MnO2颗粒外,制得所述催化剂。本发明的同脱硝脱汞的新型核壳型催化剂,可以在烟气中没有HCl存在的条件下,依然具有较强的催化汞氧化的能力,同时具有良好的低温脱硝活性。

技术研发人员:王蕾;张向辉;赵安民;黄晨;贺安平;彭颖娟
受保护的技术使用者:西南化工研究设计院有限公司
技术研发日:2020.11.04
技术公布日:2021.01.15
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