一种氮氧化物吸附剂的制备方法与流程

本发明涉及一种NO吸附剂的制备方法，使其在20℃～200℃具有较高的吸附效率，且再生性能良好。属于吸附剂技术领域。

背景技术：

氮氧化物(NO_x)是大气中的主要污染物，NO_x主要是由NO和NO₂组成，这些有害气体不仅会导致臭氧、光化学烟雾和酸雨，也会损害人们的健康，可刺激肺部，引起人的呼吸系统，肺、肝脏等疾病。控制氮氧化物的主要方法包括SCR、SNCR、吸收和吸附。活性炭是一种常用的吸附剂，具有较大的比表面积和孔隙体积，热化学性质稳定，来源广泛，没有二次污染等优点，一直是一个热门的研究领域。

通过物理或化学的方法可以对活性炭的孔径分布以及表面的物理结构、化学官能团进行一定改性是目前活性炭研究领域的一个热点。本发明通过硝酸钴和硝酸钾对活性炭进行改性，在活性炭表面和孔隙生成了四氧化三钴和氧化钾，四氧化三钴促进NO催化氧化为NO₂并进行吸附，氧化钾可以有助于吸附NO₂，增强NO的吸附效果。由于活性炭在高温的状态下容易产生CO和自燃的现象，所以在200℃具有较高活性的NO吸附剂的研究还较少。本发明中，在活性炭表面形成四氧化三钴具有储氧的特性，可以抑制产生CO放出大量的热。同时在活性炭表面的氧化钾可以在高温的条件下和NO_x发生反应，进一步吸附NO。

技术实现要素：

针对NO吸附剂的技术难点和发展瓶颈，本发明提供一种NO制备配方与方法，使吸附剂在20℃-200℃左右的烟气条件具有较高的吸附活性，并具有良好的再生性能。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明采用等体积浸渍法在活性炭表面负载硝酸钴和硝酸钾。

一种氮氧化物吸附剂的制备方法，其特征在于：

1)将筛分至16～20目的椰壳活性炭在0.5mol/L的HNO₃溶液中等体积浸渍12h，使其浸渍充分；等体积浸渍为浸渍溶液体积等于活性炭堆体积；

2)静置12h后反复用去离子水洗涤至滤出液呈中性；

3)然后在硝酸钴溶液中等体积浸渍12h；

4)将步骤3)得到的产物放入烘箱中于105℃烘干12h；

5)然后在硝酸钾溶液中等体积浸渍12h；

6)将步骤5)得到的产物放入烘箱中于105℃烘干12h；

7)将步骤6)所得固体放入管式纤维电阻炉，在氮气保护下400℃条件下焙烧2个小时，自然冷却到室温。

优选步骤3)钴盐是六水合硝酸钴，浓度在0.1mol/L～0.5mol/L之间；

优选步骤5)钾盐是硝酸钾，浓度在0.1mol/L～0.6mol/L之间；

本发明的吸附剂可在20℃～200℃将烟气中的NO吸附，再生后仍保持较高的吸附活性。

其优点在于：在常温下具有优良的NO吸附性能，其NO吸附容量可以达到59.0649mg/g(以NO计)在效率为90％以上。(2)、在高温下200℃仍具有较高的NO吸附活性。(3)再生后仍保持较高的吸附活性。

附图说明

图1为原样和硝酸钴和硝酸钾改性活性炭在100℃下NO吸附效率图。其中曲线1、2、3、4分别对应原样、实例1、实例2、实例3样品的效率曲线。

图2为实例2中所得吸附剂在20℃～200℃下NO吸附效率图。其中曲线对应实例2样品在不同温度的效率曲线。

图3为实例2中所得吸附剂在再生前和400℃再生后的NO吸附效率图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。

实施例1：

将18g筛分至16～20目的椰壳活性炭放入30ml的0.5mol/L HNO₃溶液中等体积浸渍，12h后反复用去离子水洗涤至滤出液呈中性(pH＝7)；然后在30ml的0.3mol/L硝酸钴溶液中等体积浸渍12h；放入烘箱中于105℃烘干12h；然后在的30ml的0.1mol/L硝酸钾溶液中等体积浸渍12h；放入烘箱中于105℃烘干12h；所得固体放入管式纤维电阻炉，在氮气保护下400℃条件下焙烧2个小时，自然冷却到室温，得到1#吸附剂。

实施例2：

将18g筛分至16～20目的椰壳活性炭放入30ml的0.5mol/L HNO₃溶液中等体积浸渍，12h后反复用去离子水洗涤至滤出液呈中性(pH＝7)；然后在30ml的0.3mol/L硝酸钴溶液中等体积浸渍12h；放入烘箱中于105℃烘干12h；然后在的30ml的0.5mol/L硝酸钾溶液中等体积浸渍12h；放入烘箱中于105℃烘干12h；所得固体放入管式纤维电阻炉，在氮气保护下400℃条件下焙烧2个小时，自然冷却到室温，得到2#吸附剂。

实施例3：

将18g筛分至16～20目的椰壳活性炭放入30ml的0.5mol/L HNO₃溶液中等体积浸渍，12h后反复用去离子水洗涤至滤出液呈中性(pH＝7)；然后在30ml的0.3mol/L硝酸钴溶液中等体积浸渍12h；放入烘箱中于105℃烘干12h；然后在的30ml的0.6mol/L硝酸钾溶液中等体积浸渍12h；放入烘箱中于105℃烘干12h；所得固体放入管式纤维电阻炉，在氮气保护下400℃条件下焙烧2个小时，自然冷却到室温，得到3#吸附剂。

测试例1

以原样，实例1的1#吸附剂，实例2的2#吸附剂和实例3的3#吸附剂分别进行NO吸附测试。原料气组成如下：NO(700ppm)、10％O₂，N₂作为平衡气，气量为2.7L/min，测试吸附剂在100℃的吸附效率曲线，测试结果如图1。由测试结果可以看出，2#吸附剂展现了良好的NO吸附活性，100℃时，效率保持90％以上可以维持105min。

测试例2

以实例2的吸附剂，进行NO吸附测试。原料气组成如下：NO(700ppm)、10％O₂，N₂作为平衡气，气量为2.7L/min，测试吸附剂在20～200℃的吸附效率曲线，测试结果如图2。由测试结果可以看出，温度对吸附剂效果有一定影响，但是该吸附剂不仅在常温下具有良好的吸附性能，而且在200℃下，在吸附效率保持90％以上能达到90min。

测试例3

对已吸附NO的实例2吸附剂在400℃加热2h再生后，进行NO吸附测试。原料气组成如下：NO(700ppm)、10％O₂，N₂作为平衡气，气量为2.7L/min，测试再生后吸附剂在100℃的吸附效率曲线，测试结果如图3。由测试结果可以看出，在100℃时，吸附效率保持90％以上的情况下吸附时间能达到85min，依然保持较高的活性，具有较好的再生性能。