一种有序介孔碳负载Cu-Mn双金属脱硝催化剂及其制备方法_2

文档序号:9833568阅读:来源:国知局
速逐滴加入苯酚溶液中,70°C水浴搅拌后冷却至室温;其中,混合溶液中苯酚、NaOH、甲醛的摩尔比为5:1:9;
[0040]c.冷却后的溶液中逐滴加入1.5mol/L的盐酸至溶液呈中性,将所得溶液转移到真空干燥箱中,真空干燥至溶液出现粘稠;
[0041]d.在上述粘稠状样品中加入乙醇(少量)使样品完全溶解,过滤下层白色NaCl沉淀,继续真空干燥至质量不变,得到酚醛树脂前驱体;
[0042]e.将酚醛树脂前驱体溶解在无水乙醇中,配成质量分数为25%的溶液,得到酚醛树脂前驱体的乙醇溶液。
[0043]实施例1
[0044]—种有序介孔碳负载Cu-Mn双金属脱硝催化剂,所述催化剂的载体为有序介孔碳材料,活性组分为CuOx-MnOx双金属氧化物;催化剂的活性组分中,CuOx以铜元素含量计负载量为5%,MnOx以锰元素含量计负载量为5% ;催化剂的活性组分中,CuOx为Cu、Cu20、Cu0中的一种或两种以上组成的混合物,MnOx为MnO、Mn2O3、Μη304、Μη02中的一种或两种以上组成的混合物ο所述催化剂的比表面积范围在300?1500m2/g之间,平均孔径范围在3?6nm之间。
[0045]本实施例提供一种Cu负载量5wt%,Mn负载量5wt%的有序介孔碳负载Cu-Mn双金属催化剂,其具体制备步骤如下:
[0046](1)40°(:水浴下将1.68三嵌段聚合物?127“0106-?07040106)溶于16.(^乙醇中,搅拌至固体完全溶解,加入1.0g 0.2mol/L的HCl溶液,继续搅拌Ih;
[0047](2)向溶液中依次加入2.1g正硅酸乙酯、0.189g三水硝酸铜、0.163g硝酸锰、4.0g25wt %的酚醛树脂前驱体的乙醇溶液,搅拌2h;
[0048](3)将样品转移到培养皿中,室温放置24h使乙醇充分挥发,再放入真空干燥箱中,IlO0C恒温24h,得到透明薄膜材料;
[0049](4)将薄膜从培养皿上刮下,研磨成粉末并转移到管式炉中煅烧,氮气气氛下,以2°C/min的速率升温至850°C,保持2h,自然冷却至室温;
[0050](5) 50 °C水浴加热条件下,用2.5mo 1/L的NaOH乙醇溶液浸泡样品5h,过滤,去离子水洗涤3次,50°C真空干燥后得到最终样品-有序介孔碳负载Cu-Mn双金属脱硝催化剂。
[0051]本发明催化剂的氮气吸附脱附曲线如图1所示,催化剂的孔径分布曲线如图2所示,催化剂的XRD衍射图谱如图3所示,催化剂的TEM图像图4所示,对样品进行氮气吸附脱附实验,结果呈现典型的IV型等温线和Hl型回滞环,BET比表面积为512m2/g;孔径分布主要集中在介孔阶段,平均孔径为4.6nm。
[0052]进一步进行SCR活性测试,取200mg研磨至30?60目的催化剂放在反应器的中央,总气流量为60ml/min,对应空速(GHSV)为360001^,包含500ppm NO、500ppm NH3和5 %O2,N2作为平衡气。催化床和管式加热炉的温度用E型热电偶自动测量,入口和出口的NO浓度采用傅里叶红外气体分析仪(Gasmet DX-4000)进行测量。在150?250°C范围最高活性可达90%。
[0053]实施例2
[0054]本实施例提供一种Cu负载量3wt%,Mn负载量7wt%的有序介孔碳负载Cu-Mn双金属催化剂,其具体制备步骤如下:
[0055](1)40°C水浴下将1.6g ?127溶于16.(^乙醇中,搅拌至固体完全溶解,加入1.080.2mol/L的HCl溶液,继续搅拌Ih;
[0056](2)向溶液中依次加入2.1g正硅酸乙酯、0.113g三水硝酸铜、0.228g硝酸锰、4.0g25wt %的酚醛树脂前驱体的乙醇溶液,搅拌2h;
[0057](3)将样品转移到培养皿中,室温放置24h使乙醇充分挥发,再放入真空干燥箱中,IlO0C恒温24h,得到透明薄膜材料;
[0058](4)将薄膜从培养皿上刮下,研磨成粉末并转移到管式炉中煅烧,氮气气氛下,以2°C/min的速率升温至850°C,保持2h,自然冷却至室温;
[0059](5) 50 °C水浴加热条件下,用2.5mo 1/L的NaOH乙醇溶液浸泡样品5h,过滤,去离子水洗涤3次,50°C真空干燥后得到最终样品。
[0060]对样品进行氮气吸附脱附实验,结果呈现典型的IV型等温线和Hl型回滞环,BET比表面积为552m2/g,孔径分布主要集中在介孔阶段,平均孔径为4.0nm。
[0061]进一步进行SCR活性测试,取200mg研磨至30?60目的催化剂放在反应器的中央,总气流量为60ml/min,对应空速(GHSV)为360001^,包含500ppm NO、500ppm NH3和5 %O2,N2作为平衡气。催化床和管式加热炉的温度用E型热电偶自动测量,入口和出口的NO浓度采用傅里叶红外气体分析仪(Gasmet DX-4000)进行测量。在150?250°C范围最高活性可达62%。
[0062]实施例3
[0063]本实施例提供一种Cu负载量7wt%,Mn负载量3wt%的有序介孔碳负载Cu-Mn双金属催化剂,其具体制备步骤如下:
[0064](I )40°C水浴下将I.6g Fl27溶于16.0g乙醇中,搅拌至固体完全溶解,加入I.0g0.2mol/L的HCl溶液,继续搅拌Ih;
[0065](2)向溶液中依次加入2.1g正硅酸乙酯、0.264g三水硝酸铜、0.098g硝酸锰、4.0g25wt %的酚醛树脂前驱体的乙醇溶液,搅拌2h;
[0066](3)将样品转移到培养皿中,室温放置24h使乙醇充分挥发,再放入真空干燥箱中,IlO0C恒温24h,得到透明薄膜材料;
[0067](4)将薄膜从培养皿上刮下,研磨成粉末并转移到管式炉中煅烧,氮气气氛下,以2°C/min的速率升温至850°C,保持2h,自然冷却至室温;
[0068](5) 50 °C水浴加热条件下,用2.5mo VL的NaOH乙醇溶液浸泡样品5h,过滤,去离子水洗涤3次,50°C真空干燥后得到最终样品。
[0069]对样品进行氮气吸附脱附实验,结果呈现典型的IV型等温线和Hl型回滞环,BET比表面积为545m2/g,孔径分布主要集中在介孔阶段,平均孔径为5.7nm。
[0070]进一步进行SCR活性测试,取200mg研磨至30?60目的催化剂放在反应器的中央,总气流量为60ml/min,对应空速(GHSV)为360001^,包含500ppm NO、500ppm NH3和5 %O2,N2作为平衡气。催化床和管式加热炉的温度用E型热电偶自动测量,入口和出口的NO浓度采用傅里叶红外气体分析仪(Gasmet DX-4000)进行测量。在150?250°C范围最高活性可达87%。
[0071 ] 实施例4
[0072]本实施例提供一种Cu负载量2wt%,Mn负载量2wt%的有序介孔碳负载Cu-Mn双金属催化剂,其具体制备步骤如下:
[0073](1)40°C水浴下将1.6g ?127溶于16.(^乙醇中,搅拌至固体完全溶解,加入1.080.2mol/L的HCl溶液,继续搅拌Ih;
[0074](2)向溶液中依次加入2.1g正硅酸乙酯、0.076g三水硝酸铜、0.065g硝酸锰、4.0g25wt %的酚醛树脂前驱体的乙醇溶液,搅拌2h;
[0075](3)将样品转移到培养皿中,室温放置24h使乙醇充分挥发,再放入真空干燥箱中,IlO0C恒温24h,得到透明薄膜材料;
[0076](4)将薄膜从培养皿上刮下,研磨成粉末并转移到管式炉中煅烧,氮气气氛下,以2°C/min的速率升温至850°C,保持2h,自然冷却至室温;
[0077](5) 50 °C水浴加热条件下,用2.5mo 1/L的NaOH乙醇溶液浸泡样品5h,过滤,去离子水洗涤3次,50°C真空干燥后得到最终样品。
[0078]对样品进行氮气吸附脱附
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