免煅烧八面体状Cu/Mn-BTC双金属MOF低温SCR脱硝催化剂、制备方法及应用

本发明涉及脱硝催化剂，具体涉及一种免煅烧八面体状cu/mn-btc双金属 mof低温scr脱硝催化剂、制备方法及应用。

背景技术：

1、随着我国社会经济的高速发展，煤炭、石油等化石燃料在工业化的进程中不断被消耗，从而向环境中排放了大量包含氮氧化物(nox)在内的大气污染物。污染物的不断排放不仅会引发一系列环境问题，而且会对人类的身心健康产生严重危害。钢铁行业作为氮氧化物集中排放的主要污染源，烧结烟气中的氮氧化物减排成为当今治理的主要目标，烟气脱硝也成为钢铁行业烟气处理的必要环节，因此，对烧结烟气中nox的治理已成为我国经济社会可持续发展的一项迫切任务。

2、选择性催化还原(scr)烟气脱硝技术是目前国内外公认的最有效的烟气脱硝技术，其中以 nh3为还原剂的scr技术(nh3-scr)是固定源烟气脱硝流技术。目前比较成熟的商用催化剂主要以v2o5-wo3/tio2为主，但仍有几个问题值得关注，包括v物种的毒性和相对较差的低温活性。为响应国家节能减排的倡议，避免烟气再热操作，低温scr技术已成为当前去除no 的主流技术，因此也限制了大多数催化剂的应用。目前急需开发出一种在250℃以下具有较高脱硝效率且安全无毒的新型低温脱硝催化剂。

3、鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决如何制备在250℃以下具有较高脱硝效率且安全无毒的新型低温脱硝催化剂，提供了一种免煅烧八面体状cu/mn-btc双金属mof低温scr脱硝催化剂、制备方法及应用。

2、为了实现上述目的，本发明公开了一种免煅烧八面体状cu/mn-btc双金属mof低温scr脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：

3、s1：将cu(no3)2·3h2o和h3btc分别溶于超纯水和乙醇中，超声溶解后混合，保温；

4、s2：将步骤s1中的保温反应得到的反应物离心收集沉淀，洗涤干燥后得到cu-btc前驱体；

5、s3：向mncl2·4h2o溶液中加入步骤s2中得到的cu-btc前驱体，水浴搅拌反应后蒸发，干燥后得到八面体状cu/mn-btc催化剂。

6、所述步骤s1中超纯水和乙醇的体积均为24ml。

7、所述步骤s1中保温的温度为120℃，保温时间为24h。

8、所述步骤s2中洗涤采用的洗涤液为乙醇和超纯水，各洗涤两遍，干燥温度为80℃。

9、所述步骤s3中mncl2·4h2o溶液的浓度为1mg/ml～10mg/ml。

10、所述步骤s3中cu-btc前驱体质量和mncl2·4h2o溶液中mncl2·4h2o的质量之比为5： 1～10。

11、所述步骤s3中水浴搅拌的温度为60℃，搅拌时间为8h，转速为100r/min，蒸发温度为 75℃，转速为100r/min，干燥温度为60℃。

12、本发明还公开了一种采用上述制备方法制得的免煅烧八面体状cu/mn-btc双金属mof 低温scr脱硝催化剂以及这种免煅烧八面体状cu/mn-btc双金属mof低温scr脱硝催化剂在去除nox中的应用。

13、与现有技术比较本发明的有益效果在于：本发明中cu/mn-btc脱硝催化剂的制备方法简单绿色，合成的cu/mn-btc脱硝催化剂具有一定的稳定性；合成的cu/mn-btc脱硝催化剂具有较高的低温催化活性；通过调控mn组分的含量，可以微调平均孔径、催化剂表面吸附氧和弱酸含量，mn组分的存在降低了mof纳米孔中的水占有率，与cu-btc相比，mn/cu-btc的scr性能显著提高，在180℃时约提高了56.5％，在200-260℃最佳温度窗口内，no 转化率达到80％以上，其中mncl2·4h2o为500mg，在240℃时，scr效率最高可达到92.7％。

技术特征：

1.一种免煅烧八面体状cu/mn-btc双金属mof低温scr脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种免煅烧八面体状cu/mn-btc双金属mof低温scr脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中cu(no3)2·3h2o和h3btc的质量分别为1.772g和0.8484g。

3.如权利要求1所述的一种免煅烧八面体状cu/mn-btc双金属mof低温scr脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中超纯水和乙醇的体积均为24ml。

4.如权利要求1所述的一种免煅烧八面体状cu/mn-btc双金属mof低温scr脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中保温的温度为120℃，保温时间为24h。

5.如权利要求1所述的一种免煅烧八面体状cu/mn-btc双金属mof低温scr脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中洗涤采用的洗涤液为乙醇和超纯水，各洗涤两遍，干燥温度为80℃。

6.如权利要求1所述的一种免煅烧八面体状cu/mn-btc双金属mof低温scr脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中mncl2·4h2o溶液的浓度为1mg/ml～10mg/ml。

7.如权利要求1所述的一种免煅烧的八面体状cu/mn-btc双金属mof低温scr脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中cu-btc前驱体质量和mncl2·4h2o溶液中mncl2·4h2o的质量之比为5：1～1：2。

8.如权利要求1所述的一种免煅烧八面体状cu/mn-btc双金属mof低温scr脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中水浴搅拌的温度为60℃，搅拌时间为8h，转速为100r/min，蒸发温度为75℃，转速为100r/min，干燥温度为60℃。

9.一种采用如权利要求1～8任一项所述的制备方法得到的免煅烧八面体状cu/mn-btc双金属mof低温scr脱硝催化剂。

10.一种如权利要求9所述的免煅烧八面体状cu/mn-btc双金属mof低温scr脱硝催化剂在去除nox中的应用。

技术总结
本发明涉及脱硝催化剂技术领域，具体涉及一种免煅烧八面体状Cu/Mn‑BTC双金属MOF低温SCR脱硝催化剂、制备方法及应用，低温SCR脱硝催化剂是以有机框架为载体，以Mn、Cu为活性组分，其制备方法是先采用水热法制备Cu‑BTC作为前驱体，然后采用旋蒸浸渍法使Mn<supgt;2+</supgt;与Cu‑BTC前驱体相结合，经过烘干后即可得到上述催化剂，Cu‑BTC前驱体质量和MnCl<subgt;2</subgt;·4H<subgt;2</subgt;O溶液中MnCl<subgt;2</subgt;·4H<subgt;2</subgt;O的质量之比为5：1～1：2，本发明得到的催化剂具有一定的稳定性和较高的低温催化活性，在测定温度为240℃，NO的转化率最高达92.7％。

技术研发人员：钱付平,周士安,董伟,吴胜华,吴越,鲁进利
受保护的技术使用者：安徽工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12