專利名稱：一種高效光催化氧化一氧化氮的催化劑及制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大氣污染控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效光催化氧化一 氧化氮的催化劑及制備工藝，適用于燃煤、燃油鍋爐和工業(yè)爐窯煙氣的治 理。
背景技術(shù)：
氣相氧化-吸收脫硝技術(shù)是利用氣相氧化的方法將煙氣NOx中溶解 度較小的NO氧化成N02、 N20s等，然后再用;威性、氧化性或者還原性的 吸收液將其吸收。該方法不僅能實現(xiàn)廢氣脫硝凈化，而且還能實現(xiàn)氮氧化 物的資源化利用。各種氣相氧化-吸收脫硝技術(shù)的區(qū)別在于氣相氧化方法 的不同。氣相氧化的方法可以分為氣相化學劑直接氧化、氣相光催化氧化 和氣相催化氧化等。與SCR技術(shù)相比，氣相氧化-吸收脫硝技術(shù)的投資、 運行成本較低，吸收液可以資源化利用，脫硝效率較高，適合各種規(guī)模的 鍋爐。專利號為200610051737.1的中國發(fā)明專利公開了 一種光催化氧化結(jié)合 濕法吸收的濕法煙氣脫硝工藝，包括氧化過程和濕法吸收過程，將待處理 的煙氣先通入裝有負載型納米Ti02光催化劑的光催化反應器，對煙氣中 的氮氧化物進行氧化，氧化后的煙氣進入濕法吸收反應器，與;成性、氧化 性或還原性的脫硝吸收液充分接觸，煙氣中的氮氧化物被濕法吸收后凈化 排放。該工藝的核心是光催化劑， 一種高效的光催化劑是決定最終脫硝效 率以及系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵。專利號為200610051736.7的中國發(fā)明專利公開 了一種復合Ti02-Ti02納米光催化劑及其制備方法，該工藝采用溶膠-凝膠 法制備納米Ti02，然后涂附在載體表面，該催化劑有效提高了在載體表面 的負載性和牢固程度，提高了催化劑對氮氧化物的光降解效率。目前的光催化劑對較低濃度的NOx具有較好的氧化效果，但對于煙 氣中高濃度的NOx來說，需要進一步改善光催化劑的性能，大幅提高其光 催化活性，才有可能將該工藝推廣應用。4發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種可以高效光催化氧化一氧化氮的催化劑制備工藝，以貴金屬改性的納米二氧化鈥做為光催化劑；本發(fā)明同時提供一種由該工藝 制備的催化劑。一種高效光催化氧化一氧化氮的催化劑的制備工藝，以納米二氧化 鈦、去離子水、貴金屬鹽為原料制成漿液，供干、研磨并灼燒后制成離子型或氧化物型貴金屬改性的二氧化鈦光催化劑，各原料摩爾比為 納米二氧化鈦1 去離子水1-100 貴金屬鹽0.005-0.5。所述的納米二氧化鈦為粒徑10-100nm的金紅石型、銳鈦礦型或者兩 者的混合晶型二氧化鈦，其來源包括市售的各類成品納米Ti02或者通過 溶膠-凝膠法、水熱法、沉淀法、等離子體法、激光化學法、濺射法、氣 相水解法、微乳液法等制備得到的納米Ti02粉末。貴金屬主要指金、銀和鉑族金屬(釕、銠、釔、鋨、銥、鉑)8 種金屬元素。本發(fā)明的制備工藝，具體由以下步驟組成將納米Ti02與去離子水制成漿液；向漿液中加入適量貴金屬鹽，攪拌2-72小時；漿液在80-140。C下烘干，并研磨成固體樣品；將固體樣品在300-60(TC下灼燒4h,得到離子型貴金屬改性的二氧化 鈦光催化劑。采用上述方法可選用氯化鈀或硝酸釔等貴金屬鹽。 本發(fā)明的制備工藝，也可具體由以下步驟組成 將納米Ti02與去離子水制成漿液； 向漿液中加入適量貴金屬鹽，攪拌2-72小時；向漿液中逐滴加入氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、碳酸鈉等堿性溶液將 pH值調(diào)至8- 10;過濾、將產(chǎn)生的沉淀洗滌數(shù)次，去除無機陰離子；沉淀物在80-140"C下烘干，并研磨成固定樣品；將固體樣品在300-600。C下灼燒4h，得到氧化物型貴金屬改性的二氧化鈦光催化劑。采用上述方法可選用氯鉑酸等貴金屬鹽。利用本發(fā)明方法制得的催化劑光催化NO時，需要按照常規(guī)光催化劑 的使用方法，將催化劑負載在各種材料上，如玻璃纖維、玻璃纖維布、硅 膠、沸石、玻璃片、介孔分子篩、耐火磚顆粒、空心玻璃微球等。本發(fā)明工藝簡單，易掌握，制備的貴金屬改性Ti02光催化劑能大幅 提高催化劑的活性，是目前商用催化劑活性的3-5倍，且不易失活。
具體實施方式
實施例1:原料摩爾比為納米二氧化鈦去離子水氯化釔-l: 3: 0.5, 二氧化 鈦采用商用P25 (德國Degussa公司生產(chǎn)，顆粒粒徑20-45nm，其中含銳 鈦礦Ti02約70。/。，金紅石約30%)。將P25制成漿液，加入氯化鈀，攪 拌48h， ll(TC下烘干，研磨，40(TC下灼燒4h得到離子型Pd/Ti02催化劑。 利用其作為催化劑，光催化氧化300ppm的NO,其氧化率達80%。實施例2:原料摩爾比為納米二氧化鈦去離子水氯鉑酸-l: 5: 0.2, 二氧化 鈥采用商用P25 (德國Degussa公司生產(chǎn)，顆粒粒徑20-45nm，其中含銳 鈥礦Ti02約70% ，金紅石約30% )。將P25制成漿液，加入氯鉑酸，攪 拌2h，逐滴加入氫氧化鈉溶液，將漿液pH值調(diào)至9，過濾、洗滌后在100 'C下烘干，研磨，50(TC下灼燒4h得到氧化物型Pt/Ti02催化劑。利用其 作為催化劑，光催化氧化600ppm的NO,其氧化率達50%。實施例3:原料摩爾比為納米二氧化鈦去離子水氯化銠-l: 5: 0.005， 二氧 化鈦采用水熱法制備的銳鈦礦Ti02,粒徑10nm。將1102制成漿液，加入 氯化銠，攪拌24h， 80。C下烘干，研磨，350。C下灼燒4h得到離子型Rh/Ti02 催化劑。利用其作為催化劑，光催化氧化200ppm的NO,其氧化率達90 %。實施例4:原料摩爾比為納米二氧化鈦去離子水氯金酸=1: 8: 0.1， 二氧化 鈦采用溶膠-凝膠法制備的銳鈥礦Ti02，粒徑15nm。將1102制成漿液， 加入氯金酸，攪拌3h,逐滴加入氨水，將漿液pH值調(diào)至8，過濾、洗滌 后120。C下烘千，研磨，400。C下灼燒4h得到氧化物型Au/TiCb催化劑。 利用其作為催化劑，光催化氧化600ppm的NO，其氧化率達50%。實施例5:原料摩爾比為納米二氧化鈦去離子水硝酸銀-l: 20: 0.015, 二 氧化鈦采用商用P25 (德國Degussa公司生產(chǎn)，顆粒粒徑20-45nm,其中 含銳鈦礦1102約70%，金紅石約30%)。將Ti02制成漿液，加入硝酸銀， 攪拌48h, 120。C下烘干，研磨，400。C下灼燒4h得到離子型Ag/Ti02催化 劑。利用其作為催化劑，光催化氧化400ppm的NO,其氧化率達55%。
權(quán)利要求
1、一種高效光催化氧化一氧化氮的催化劑的制備工藝，其特征在于以納米二氧化鈦、去離子水、貴金屬鹽為原料制成漿液，烘干、研磨并灼燒后制成離子型或氧化物型貴金屬改性的二氧化鈦光催化劑，各原料摩爾比為納米二氧化鈦1去離子水1-100貴金屬鹽0.005-0.5；所述的納米二氧化鈦為粒徑10-100nm的金紅石型、銳鈦礦型或者兩者的混合晶型二氧化鈦。
2、 如權(quán)利要求1所述的制備工藝，其特征在于具體由以下步驟組成將納米二氧化鈦與去離子水制成漿液； 向漿液中加入貴金屬鹽，攪拌2-72小時； 漿液在80-14(TC下烘干，并研磨成固體樣品；將固體樣品在300-600。C下灼燒4h，得到離子型貴金屬改性的二氧化 鈦光催化劑。
3、 如權(quán)利要求2所述的制備工藝，其特征在于所述的貴金屬鹽為 氯化釔或硝酸釔。
4、 如權(quán)利要求1所述的制備工藝，其特征在于具體由以下步驟組成將納米二氧化鈦與去離子水制成漿液； 向漿液中加入貴金屬鹽，攪拌2-72小時； 向漿液中逐滴加入石威性溶液將pH值調(diào)至8 - 10; 過濾、洗滌產(chǎn)生的沉淀物； 沉淀物在80-14(TC下烘干，并研磨成固定樣品； 將固體樣品在300-600。C下灼燒4h，得到氧化物型貴金屬改性的二氧 化鈦光催化劑。
5、 如權(quán)利要求4所述的制備工藝，其特征在于所述的貴金屬鹽為 氯柏酸。
6、如權(quán)利要求1-5任一制備工藝制備的貴金屬改性二氧化鈥光催化劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高效光催化氧化一氧化氮的催化劑的制備工藝及其由該工藝制備的催化劑，以納米二氧化鈦、去離子水、貴金屬鹽為原料制成漿液，烘干、研磨并灼燒后制成離子型或氧化物型貴金屬改性的二氧化鈦光催化劑，所述的納米二氧化鈦為粒徑10-100nm的金紅石型、銳鈦礦型或者兩者的混合晶型二氧化鈦。本發(fā)明工藝簡單，易掌握，制備的貴金屬改性二氧化鈦光催化劑能大幅提高催化劑的活性，是目前商用催化劑活性的3-5倍，且不易失活。
文檔編號B01J23/38GK101402037SQ20081012230
公開日2009年4月8日 申請日期2008年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月7日
發(fā)明者越 劉, 吳忠標, 婕 王, 王海強, 盛重義 申請人:浙江大學;浙江天藍脫硫除塵有限公司;吳忠標