專利名稱：一種等離子體條件下高效催化氧化去除no的催化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及催化氧化技術(shù)應(yīng)用于大氣污染凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種等離子體條 件下高效催化氧化去除NO的催化劑。
背景技術(shù)：
氮氧化物是引起酸雨，光化學(xué)煙霧等破壞地球生態(tài)環(huán)境和損害人體健康的主要大 氣污染物。其主要來自燃煤和燃油的高溫燃燒鍋爐、硝酸或硝酸鹽廠尾氣及汽車尾氣，而尾 氣中主要的氮氧化物以一氧化氮(NO)的形式存在。如何消除氮氧化物的污染是環(huán)境保護 中一個非常令人關(guān)注的課題。 目前多采用氨選擇性催化還原法對固定源廢氣中的氮氧化物進行凈化處理，中 國專利CN1660492A中公開了一種低溫下還原脫除氮氧化物的催化劑，該催化劑以氧化鐵 (50 80 % ，質(zhì)量比)，二氧化錳或氧化鋁或三氧化鉻(3 30 % ，質(zhì)量比)，氧化銅(0. 5 10%，質(zhì)量比)為主要活性組分，屬于復(fù)合金屬氧化物催化劑，在14(TC時以氨為還原劑可 使1500ppm的NO減少93% 。選擇性催化還原法雖然效率較高，但設(shè)備投資大，運行費用高， 同時還存在氨的防腐蝕、防泄漏等問題。中國專利CN 1899671A中公開了一種使用催化氧 化循環(huán)噴淋液的生物膜填料塔系統(tǒng)凈化煙氣中N0X的方法，屬于生物-化學(xué)組合法凈化廢 氣，該發(fā)明采用的催化氧化催化劑由含有Fe2+、Mn2+、Zn2+和Al3+四種金屬離子構(gòu)成，成分較 復(fù)雜容易帶來二次污染，而且微生物生長緩慢且易造成填料塔堵塞，僅適用于小流量煙氣。
選擇性催化氧化法是指先將N0部分地選擇性催化氧化為N02，再用濕法脫硫的吸 收劑(如石灰、Na0H和氨水等)吸收，實現(xiàn)濕法同時脫硫脫氮。目前第二步的吸收技術(shù)已 成熟，第一步的冊轉(zhuǎn)化為冊2的催化氧化技術(shù)是關(guān)鍵和難點。為此，科研人員開始研究將 低溫等離子體技術(shù)和催化氧化技術(shù)相結(jié)合，利用等離子體空間富集的大量極活潑的高活性 物種(如離子，電子，激發(fā)態(tài)的原子分子及自由基等)，協(xié)同催化氧化反應(yīng)，降低反應(yīng)的活化 能，將N0轉(zhuǎn)化為N02并進行高效吸收，以達到煙氣同時脫硫脫氮，因此，開發(fā)一種在低溫等 離子體條件下能夠高效催化氧化NO的匹配催化劑十分必要，具有重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在低溫等離子體條件下催化氧化NO的催化劑及其制 備方法，協(xié)同等離子體技術(shù)實現(xiàn)N0的催化氧化，該催化劑氧化活性突出，在50 15(TC，低 溫等離子體協(xié)同條件下，將NO氧化后用堿液進行吸收，NO的去除率可達80 96% 。
本發(fā)明的催化劑制備方法包括如下步驟 1)將檸檬酸和乙酸錳、硝酸錳、硫酸錳、硝酸鈰、硝酸鑭中的一種或兩種按摩爾比 0.2 1混合得固體，按固液質(zhì)量比1 : 3 4用蒸餾水溶解并攪拌4h;
2)待攪拌完畢后，將溶液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中進行發(fā)泡處理，70 9(TC處理5 10h ; 3)待燒瓶內(nèi)出現(xiàn)泡沫狀固體時，取出，于100 15(TC烘箱內(nèi)干燥3 10h ;
4)然后置于馬弗爐在300 50(TC溫度下焙燒4 8h，即可制得所需催化劑。
本發(fā)明的催化劑制備方法簡單，產(chǎn)率高，反應(yīng)條件易掌握等優(yōu)點，是一種簡單可行 的制備納米級催化劑的方法。在50 150°C，空速為10000 50000h—1條件下，經(jīng)多次實 驗，NO的凈化效率達到80 95% 。該催化劑主要用于脫除熱電廠、冶煉廠、煉油廠、化工廠 等固定源所排放的工業(yè)廢氣中的NOx。


圖1是本發(fā)明實施例4錳氧化物催化氧化去除NO隨溫度變化曲線圖。
具體實施方式

實施例1 : 檸檬酸與乙酸錳按摩爾比=0. 67混合(固體)，用3倍于固體質(zhì)量的蒸餾水溶解 并攪拌4h ;待攪拌完畢后，置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中進行發(fā)泡處理，7(TC處理8h ;待燒瓶內(nèi)出現(xiàn)泡
沫狀固體時，取出，于IO(TC烘箱內(nèi)干燥10h，然后置于馬弗爐在30(TC溫度下焙燒4h，即可 制得黑色MnOx催化劑；經(jīng)壓片、研磨、過篩制成40 60目的顆粒，得錳基氧化物催化劑。
將流量為200ml/min含0. 25 % NO， 3 % 02和96. 95 % N2的混合氣體通入等離子體 反應(yīng)器中活化(輸入功率為llw)，再通過裝有0. 6g上述催化劑的固定床管式反應(yīng)器中，在 150°C，空速為15000h—1條件下，將NO催化氧化，進入堿液吸收瓶吸收。NO的凈化效率達 80%。 實施例2: 將檸檬酸、硫酸錳和硝酸鈰按摩爾比混合錳與鈰的摩爾比=2. 3，檸檬酸與金屬 的摩爾比=0. 75進行混合(固體)，用3. 5倍固體質(zhì)量的蒸餾水溶解并充分?jǐn)嚢?h左右； 待攪拌完畢后，置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中進行發(fā)泡處理，8(TC處理5h;待燒瓶內(nèi)出現(xiàn)泡沫狀固體 時，取出，于12(TC烘箱內(nèi)干燥8h，然后置于馬弗爐在50(TC溫度下焙燒6h，即可制得錳鈰混 合氧化物催化劑；經(jīng)壓片、研磨、過篩制成40 60目的顆粒備用。 將流量為200ml/min含0. 25 % NO， 3 % 02和96. 95 % N2的混合氣體通入等離子體 反應(yīng)器中活化(輸入功率為llw)，再通過裝有0. 6g上述催化劑的固定床管式反應(yīng)器中，在 150°C，空速為15000h—1條件下，將NO催化氧化，進入堿液吸收瓶吸收。NO的凈化效率達 88%。 實施例3: 將檸檬酸、硝酸錳和硝酸鑭按摩爾比混合錳與鑭的摩爾比=2. 3，檸檬酸與金屬 的摩爾比=0. 75進行混合(固體)，用4倍于固體質(zhì)量的蒸餾水溶解并攪拌4h左右；待 攪拌完畢后，置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中進行發(fā)泡處理，9(TC處理5h;待燒瓶內(nèi)出現(xiàn)泡沫狀固體時， 取出，于13(TC烘箱內(nèi)徹底干燥6h，然后置于馬弗爐在35(TC溫度下焙燒8h，即可制得黑色 MnOx催化劑；經(jīng)壓片、研磨、過篩制成40 60目的顆粒，得錳基氧化物催化劑。
將流量為200ml/min含0. 25 % NO， 3 % 02和96. 95 % N2的混合氣體通入等離子體 反應(yīng)器中活化(輸入功率為llw)，再通過裝有0. 6g上述催化劑的固定床管式反應(yīng)器中，在 150°C，空速為15000h—1條件下，將NO催化氧化，進入堿液吸收瓶吸收。NO的凈化效率達 83%。
實施例4 : 將檸檬酸與乙酸錳按摩爾比=0. 75混合(固體)，用3倍于固體質(zhì)量的蒸餾水溶解并攪拌4h ;待攪拌完畢后，置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中進行發(fā)泡處理，7(TC處理8h ;待燒瓶內(nèi)出現(xiàn)
泡沫狀固體時，取出，于15(TC烘箱內(nèi)徹底干燥3h，然后置于馬弗爐在40(TC溫度下焙燒6h，即可制得黑色MnOx催化劑；經(jīng)壓片、研磨、過篩制成40 60目的顆粒，得錳基氧化物催化劑。 將流量為200ml/min含0. 25 % NO， 3 % 02和96. 95 % N2的混合氣體通入等離子體反應(yīng)器中活化(輸入功率為llw)，再通過裝有0. 6g上述催化劑的固定床管式反應(yīng)器中，在150°C，空速為15000h—1條件下，將NO催化氧化，進入堿液吸收瓶吸收。NO的凈化效率達95%。
權(quán)利要求
一種等離子體條件下高效催化氧化去除NO的催化劑，其特征在于其按以下方法制備1)將檸檬酸和乙酸錳、硝酸錳、硫酸錳、硝酸鈰、硝酸鑭中的一種或兩種按摩爾比0.2～1混合得固體，按固液質(zhì)量比1∶3～4用蒸餾水溶解并攪拌4h；2)待攪拌完畢后，將溶液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中進行發(fā)泡處理，70～90℃處理5～10h；3)待燒瓶內(nèi)出現(xiàn)泡沫狀固體時，取出，于100～150℃烘箱內(nèi)干燥3～10h；4)然后置于馬弗爐在300～500℃溫度下焙燒4～8h，即可制得所需催化劑。
全文摘要
本發(fā)明是一種等離子體條件下高效催化氧化去除NO的催化劑。按以下方法制備1)將檸檬酸和乙酸錳、硝酸錳、硫酸錳、硝酸鈰、硝酸鑭中的一種或兩種按摩爾比0.2～1混合得固體，按固液質(zhì)量比1∶3～4用蒸餾水溶解并攪拌4h；2)待攪拌完畢后，將溶液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中進行發(fā)泡處理，70～90℃處理5～10h；3)待燒瓶內(nèi)出現(xiàn)泡沫狀固體時，取出，于100～150℃烘箱內(nèi)干燥3～10h；4)然后置于馬弗爐在300～500℃溫度下焙燒4～8h，即可制得所需催化劑。本發(fā)明的催化劑制備方法簡單，產(chǎn)率高，反應(yīng)條件易掌握等優(yōu)點，是一種簡單可行的制備納米級催化劑的方法。該催化劑主要用于脫除熱電廠、冶煉廠、煉油廠、化工廠等固定源所排放的工業(yè)廢氣中的NOx。
文檔編號B01D53/56GK101791550SQ20101013029
公開日2010年8月4日 申請日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者于麗麗, 葉智青, 唐曉龍, 易紅宏, 李凱, 楊麗娜 申請人:昆明理工大學(xué)