专利名称：一种氧化铝基一氧化氮常温催化剂及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种一氧化氮常温催化剂及制备方法，特别是涉及一种氧化铝基一氧化氮常温催化剂及制备方法。应用于氮氧化物气体污染物处理的环境净化领域。
背景技术：
在各种大气污染物中，氮氧化物(NOx)的污染及其造成的危害不容忽视。NOx大多来自于燃料燃烧，即汽车尾气、工业窑炉排放物等。NOx净化处理按工艺可分为干法和湿法。干法包括非催化还原法、催化还原法、吸附法等；湿法包括酸吸收、碱吸收、氧化吸收等。富氧条件下氧化吸收NOx是当前的研究方向之一。因为燃烧烟气中90% 95%为NO，而NO除生成络合物外，无论在水中或碱液中都不被吸收。为了有效地治理NOx，需将NO部分地氧化为NO2,故需寻找一种有效的催化剂将NO氧化为较容易处理的NO2,再用吸附剂吸收。一氧化氮催化氧化研究中，中国专利CN101822983A公开了一种以介孔二氧化硅为载体，钾、钥的一种或两种混合物为掺杂组分，钼为活性组分，采用等体积分步浸溃法制备的催化氧化烟气中氮氧化物的催化剂，但其工艺较复杂，反应温度较高在150 300°C。中国专利CN101352645公开了一种烟气催化氧化脱硝工艺，采用以TiO2或ZrO2-TiO2为载体，Co为活性成分的催化剂，但同样其所述的反应温度过高，不适用于常温条件下的NOx净化处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以氧化铝为基体，制备一氧化氮催化氧化催化剂的方法。所得催化剂适用于常温常压、低浓度(N0< 20ppm)环境条件，具有制备工艺简单、催化氧化效率闻等特点。本发明提供一种氧化铝基一氧化氮常温催化剂，其特征在于，所述催化剂的质量百分比组分为氧化铝含量96 99. 5%，过渡金属氧化物含量O. 5 4%。本发明提供一种氧化铝基一氧化氮常温催化剂催化剂的制备方法，其特征在于，以表面活性剂为模板剂，以铵盐为助剂，通过负载硝酸盐在氧化铝球表面合成过渡金属多孔氧化物，制得氧化铝基一氧化氮常温催化剂；
具体步骤为将表面活性剂、硝酸盐和铵盐溶液，按顺序混合，持续搅拌；将氧化铝球置于上述溶液中常温浸溃，干燥；将上述干燥氧化铝球在马弗炉中焙烧，即可得到所述一氧化氮催化剂。所述表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基磺酸钠中的一种或其组合，溶液浓度为O. 5 1.5mol/l。所述硝酸盐为硝酸铈、硝酸铜、硝酸钴中的一种或其组合，溶液浓度为O. 25 O.75mol/lο所述铵盐为氯化铵、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或其组合，溶液浓度为O. 5 1.5mol/l。所述活性氧化铝球在混合溶液中的浸溃时间为12 16小时，所述干燥为在100 120°C烘箱中干燥3 5小时，催化剂焙烧温度350 450°C，焙烧时间为4 6小时。所述氧化铝球为3 5mm的氧化铝球。与现有技术相比，本发明具有工艺简单、催化氧化效率高等特点，对NOx氧化吸收效率有明显提闻。活性炭催化性能评价在柱型玻璃管反应器中进行，反应气体积空速(GHSV)为2500( -1，催化剂用量5ml，反应在常温常压环境下进行
本发明以未处理活性炭为对比催化剂，原料气NO浓度为lOppm，以空气为载气，反应温度25 30°C，相对湿度30 45%，测试时间为6h。经过约Ih吸附饱和后，测定NO催化转化率为O 1%，基本无活性。
具体实施例方式下面对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和操作过程，但本发明的保护范围不限于下述具体实施方式
。实施例1:
分别配制0.12mol/l的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液、0.25mol/l的Ce(NO3)3溶液、1.2mol/l 的 NH4Cl 溶液、0.25mol/l 的 Cu(NO3)2 溶液各 5ml ；
将Ce(NO3)3溶液滴加到CTAB溶液中搅拌Ih后，滴加NH4Cl溶液；再隔Ih后滴加Cu (NO3) 2溶液，然后持续搅拌6h ；
量取5ml活性氧化铝球(约3.5g)，将其在上述溶液中浸溃12h，然后取出在120°C烘箱中干燥3h ；
将浸溃后的活性氧化铝球在450°C马弗炉中焙烧6h，即可得到所述一氧化氮催化剂。将所制的催化剂按照前述试验条件进行催化性能评价，测定NO催化转化率为37 45%，6h内催化效果基本稳定。实施例2:
分别配制0.12mol/l的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液、0.25mol/l的Ce(NO3)3溶液、1.2mol/l 的 NH4Cl 溶液、0.5mol/l 的 Cu (NO3) 2 溶液各 5ml ；
将Ce(NO3)3溶液滴加到CTAB溶液中搅拌Ih后，滴加NH4Cl溶液；再隔Ih后滴加Cu (NO3) 2溶液，然后持续搅拌6h ；
量取5ml活性氧化铝球(约3.5g)，将其在上述溶液中浸溃12h，然后取出在120°C烘箱中干燥3h ；
将浸溃后的活性氧化铝球在450°C马弗炉中焙烧6h，即可得到所述一氧化氮催化剂。将所制的催化剂按照前述试验条件进行催化性能评价，测定NO催化转化率为34 43%,6h内催化效果基本稳定。实施例3:
分别配制0.12mol/l的十 六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液、0.5mol/l的Ce (NO3)3溶液、1.2mol/l 的 NH4HCO3 溶液、0.75mol/l 的 Cu(NO3)2 溶液各 5ml ； 将Ce(NO3)3溶液滴加到CTAB溶液中搅拌Ih后，滴加NH4HCO3溶液；再隔Ih后滴加Cu (NO3) 2溶液，然后持续搅拌6h ；
量取5ml活性氧化铝球(约3. 5g)，将其在上述溶液中浸溃12h，然后取出在120°C烘箱中干燥3h ；
将浸溃后的活性氧化铝球在450°C马弗炉中焙烧6h，即可得到所述一氧化氮催化剂。将所制的催化剂按照前述试验条件进行催化性能评价，测定NO催化转化率为40 45%, 6h内催化效果基本稳定。实施例4
分别配制O. 12mol/l的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)溶液、O. 25mol/l的Co(NO3)3溶液、1. 2mol/l 的 NH4HCO3 溶液、O. 75mol/l 的 Cu(NO3)2 溶液各 5ml ；
将Co(NO3)3溶液滴加至IJ SDBS溶液中搅拌Ih后，滴加NH4HCO3溶液；再隔Ih后滴加Cu (NO3) 2溶液，然后持续搅拌6h ；
量取5ml活性氧化铝球(约3. 5g)，将其在上述溶液中浸溃12h，然后取出在120°C烘箱中干燥3h ；
将浸溃后的活性氧化铝球在350°C马弗炉中焙烧6h，即可得到所述一氧化氮催化剂。将所制的催化剂按照前述试验条件进行催化性能评价，测定NO催化转化率为32 38%，6h内催化效果基本稳定。实施例5
分别配制O. 12mol/l的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)溶液、O. 25mol/l的Co(NO3)3溶液、1.2mol/l 的 NH4HCO3 溶液、O. 75mol/l 的 Ce (NO3)2 溶液各 5ml ；
将Co(NO3)3溶液滴加至IJ SDBS溶液中搅拌Ih后，滴加(NH4)2CO3溶液；再隔Ih后滴加Ce (NO3) 2溶液，然后持续搅拌6h ；
量取5ml活性氧化铝球(约3. 5g)，将其在上述溶液中浸溃12h，然后取出在120°C烘箱中干燥3h ；
将浸溃后的活性氧化铝球在350°C马弗炉中焙烧6h，即可得到所述一氧化氮催化剂。将所制的催化剂按照前述试验条件进行催化性能评价，测定NO催化转化率为40 47%，6h内催化效果基本稳定。实施例6
分别配制O. 12mol/l的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液、O. 25mol/l的Cu(NO3)3溶液、1. 2mol/l 的 NH4HCO3 溶液、O. 75mol/l 的 Co(NO3)2 溶液各 5ml ；
将Cu(NO3)3溶液滴加到CTAB溶液中搅拌Ih后，滴加NH4HCO3溶液；再隔Ih后滴加Co (NO3) 2溶液，然后持续搅拌6h ；
量取5ml活性氧化铝球(约3. 5g)，将其在上述溶液中浸溃12h，然后取出在120°C烘箱中干燥3h ；
将浸溃后的活性氧化铝球在400°C马弗炉中焙烧6h，即可得到所述一氧化氮催化剂。将所制的催化剂按照前述试验条件进行催化性能评价，测定NO催化转化率为38 43%,6h内催化效果基本稳定。
权利要求
1.一种氧化铝基一氧化氮常温催化剂，其特征在于，所述催化剂的质量百分比组分为:氧化铝含量96 99.5%，过渡金属氧化物含量0.5 4%。
2.根据权利要求1所述一种氧化铝基一氧化氮常温催化剂催化剂的制备方法，其特征在于，以表面活性剂为模板剂，以铵盐为助剂，通过负载硝酸盐在氧化铝球表面合成过渡金属多孔氧化物，制得氧化铝基一氧化氮常温催化剂； 具体步骤为将表面活性剂、硝酸盐和铵盐溶液，按顺序混合，持续搅拌；将氧化铝球置于上述溶液中常温浸溃，干燥；将上述干燥氧化铝球在马弗炉中焙烧，即可得到所述一氧化氮催化剂。
3.根据权利要求2所述一种氧化铝基一氧化氮常温催化剂催化剂的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基磺酸钠中的一种或其组合，溶液浓度为0.5 1.5mol/l ο
4.根据权利要求2所述一种氧化铝基一氧化氮常温催化剂催化剂的制备方法，其特征在于，所述硝酸盐为硝酸铈、硝酸铜、硝酸钴中的一种或其组合，溶液浓度为0.25 .0.75mol/lο
5.根据权利要求2所述一种氧化铝基一氧化氮常温催化剂催化剂的制备方法，其特征在于，所述铵盐为氯化铵、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或其组合，溶液浓度为0.5 1.5mol/
6.根据权利要求2所述一种氧化铝基一氧化氮常温催化剂催化剂的制备方法，其特征在于，所述活性氧化铝球在混合溶液中的浸溃时间为12 16小时，所述干燥为在100 120°C烘箱中干燥3 5小时，催化剂焙烧温度350 450°C，焙烧时间为4 6小时。
7.根据权利要求2所述一种氧化铝基一氧化氮常温催化剂催化剂的制备方法，其特征在于，所述氧化铝球为3 5mm的氧化铝球。
全文摘要
本发明提供一种氧化铝基一氧化氮常温催化剂，所述催化剂的质量百分比组分为氧化铝含量96～99.5%，过渡金属氧化物含量0.5～4%。本发明提供一种氧化铝基一氧化氮常温催化剂催化剂的制备方法，其特征在于，以表面活性剂为模板剂，以铵盐为助剂，通过负载硝酸盐在氧化铝球表面合成过渡金属多孔氧化物，制得氧化铝基一氧化氮常温催化剂；具体步骤为将表面活性剂、硝酸盐和铵盐溶液，按顺序混合，持续搅拌；将氧化铝球置于上述溶液中常温浸渍，干燥；将上述干燥氧化铝球在马弗炉中焙烧，即可得到所述一氧化氮催化剂。以此方法制备的催化剂在常温下对一氧化氮催化效率可达到40%，具有制备工艺简单、催化氧化效率高等特点。
文档编号B01J23/83GK103071505SQ20111032754
公开日2013年5月1日 申请日期2011年10月25日 优先权日2011年10月25日
发明者张豪杰, 姚炜, 刘洋, 周莹, 周洁, 邹娟珍, 何丹农 申请人:上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司