本发明涉及催化剂制备,具体涉及一种低温脱硝催化剂及其制备方法。
背景技术:
1、氮氧化物(nox)是一种常见的空气污染物,氮氧化物的排放会给自然环境和人类社会造成极大影响,例如造成酸雨,产生光化学烟雾,破坏臭氧层等。常见的去除氮氧化物的方法是nh3选择性催化还原氮氧化物(nh3-scr),该技术成熟,并且脱硝效率高,所以被广泛应用于各类工业烟气。利用nh3-scr技术时,催化剂的温度使用范围也决定了催化剂所适合的烟气工厂。工业上较为常用的催化剂为v2o5-wo3/tio2催化剂,该催化剂在350-400℃下有较好的催化性能。但对于一些烟气排放温度较低的工厂来说,催化剂使用温度低于200℃则需要将烟气加热后进行反应,这样增加了能源的消耗。所以急需对低温200℃下可使用的脱硝催化剂进行探究。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的不足,提出一种低温脱硝催化剂及其制备方法,以解决上述所提到的问题。
2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
3、一种低温脱硝催化剂,由以下原料制成:碳材料和尿素,所述碳材料和尿素的质量比为0.8-1.2,所述碳材料由衍生碳球与氢氧化钾制成,所述衍生碳球与氢氧化钾质量比为1.8-2.2。
4、所述衍生碳球由18-25g低碳有机物制成。
5、所述碳材料表面附着以金属氧化物为主催剂的催化活性组分。
6、一种低温脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
7、s1、衍生碳球制备
8、向低碳有机物中加入蒸馏水后,将其置于175~185℃温度下反应280~320min,得到衍生碳球,将其洗涤并烘干;
9、s2、衍生碳球活化及碳化
10、将衍生碳球与氢氧化钾混合,并在880~920℃温度下焙烧115~125min进行活化及碳化,得到碳材料;
11、s3、催化剂的制备
12、将碳材料与尿素混合,混合后在880~920℃温度下焙烧55~65min,得到催化剂。
13、所述步骤s3中,先将碳材料浸渍于金属氧化物前驱体溶液,洗涤烘干后再与尿素混合。
14、所述金属氧化物前驱体溶液中金属氧化物前驱体离子与碳材料质量比为1%-20%。
15、所述碳材料浸渍于45~55ml金属氧化物前驱体溶液715-725min。
16、本发明的有益效果是:
17、(1)本发明中的催化剂可在低于200℃下进行脱硝,对烟气温度较低的工业具有实际应用价值。
18、(2)本发明中催化剂的合成方法难度较低,并且低碳有机物来源广泛,通过简单水热法即可得到衍生碳球。催化反应主要原理为水热法制备的衍生碳球保留了一部分含氧基团,并且通过尿素掺氮后具有一部分氮元素,水热法制备的衍生碳球经过活化后具有较大的比表面积,含氧、氮基团及较大的比表面积更有利于no及nh3的吸附,吸附后进行化学反应。
19、(3)本发明中碳材料先浸渍于金属氧化物前驱体溶液后再与尿素混合,使其表面上的酸性位点增加,从而有利于反应气体的吸附,提高催化效果。
1.一种低温脱硝催化剂,其特征在于,由以下原料制成:碳材料和尿素,所述碳材料和尿素的质量比为0.8-1.2,所述碳材料由衍生碳球与氢氧化钾制成,所述衍生碳球与氢氧化钾质量比为1.8-2.2,所述碳材料表面附着有以金属氧化物为主催剂的催化活性组分。
2.根据权利要求1所述的一种低温脱硝催化剂,其特征在于:所述衍生碳球由18-25g低碳有机物制成。
3.如权利要求1-2中任一所述的一种低温脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
4.根据权利要求3所述的一种低温脱硝催化剂的制备方法,其特征在于:所述金属氧化物前驱体溶液中金属氧化物前驱体离子与碳材料质量比为1%-20%。
5.根据权利要求3所述的一种低温脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,所述碳材料浸渍于45~55ml金属氧化物前驱体溶液715-725min。