一種耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的催化劑、制備方法及其用途
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的催化劑、制備方法及其用途。所述催化劑為錳系復合金屬催化劑，該催化劑以二氧化鈦為載體，第一活性組分為氧化錳，第二活性組分為氧化銅、氧化鈷或氧化鈰中的任意一種，第一活性組分和第二活性組分之間存在有協(xié)同作用，可促進對含氮氧化物的NH3-SCR反應效率和氯代苯類污染物催化轉化效率。與傳統(tǒng)商用催化劑釩鎢鈦相比，本發(fā)明的催化劑成本低廉，資源豐富，催化劑的溫度窗口約為200～350℃，整體略低于釩鎢鈦催化劑，且反應終產物CO2的選擇性很高，具有較好的應用前景。
【專利說明】一種耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的催化劑、制備方法及其用途
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于資源與環(huán)境【技術領域】，涉及一種錳系復合金屬催化劑、制備方法及其用途，具體涉及一種耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的催化劑、制備方法及其用途，所述催化劑采用雙金屬氧化物活性組分，可同時催化脫除NOx和氯代苯類污染物。
【背景技術】
[0002]NOx是一種常見的氣體污染物，通過復雜的大氣化學轉化最終形成硝酸和硝酸鹽，是酸雨和灰霾污染的成因之一，對人體健康、生態(tài)系統(tǒng)和建筑設施都有直接和潛在的危害。酸雨和灰霾可使人類免疫功能下降，慢性咽炎、支氣管哮喘、眼部、呼吸道患病率增加；酸雨還可使小麥、大豆、蔬菜等農作物大幅度減產，對森林和其他植物危害也較大。NOjJA除方法包括吸收法、選擇性非催化還原脫硝(SNCR，在高溫下還原劑與NOx反應生成N2)、選擇性催化還原脫硝(SCR，還原劑在催化劑表面與NOx生成N2)等。其中吸收法和SNCR法的脫硝效率過低(大多低于50%)，而SCR的脫硝效率則高達90%以上。
[0003]氯代苯類污染物包括一氯代苯到六氯代苯多種污染物，毒性巨大。從輕微的癥狀例如眼睛、鼻子、喉嚨發(fā)炎，頭疼，惡心，皮膚過敏，呼吸困難，嘔吐、疲勞、眩暈，到比較危險的腎臟、肝臟以及中樞神經(jīng)系統(tǒng)被破壞，長期的暴露在某些氯代苯物質中(如氯苯、二氯苯等)中還可能患上癌癥。氯代苯的脫除有吸附法、生物法和催化分解法等，其中吸附法針對有回收價值的高濃度氯代苯，而生物法常常是一種微生物僅能降解一種有機物，由于工業(yè)廢氣中氯代苯濃度較低，且組分復雜，催化分解法可徹底分解污染物且不產生二次污染，是最適合的控制方法。
[0004]由于NOx和氯代苯類污染物的最佳控制方法相似，因此可在考慮同一催化反應器進行二者的同時催化脫除。歐美、日韓以及臺灣等地的垃圾焚燒廠已采用SCR反應器同時脫硝脫氯代苯，但現(xiàn)有的SCR商用催化劑基本采用釩鎢鈦體系，雖然催化效率較高，但其在脫除氯代苯過程中，小分子終產物中，CO2選擇性較低，C0/C02 (摩爾比)=1: 2，且釩氧化物是劇毒物質，若催化劑磨損生成粉末，對周圍人群健康危害很大。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的之一在于提供一種耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的催化劑，所述催化劑以二氧化鈦為載體，負載錳和金屬銅、鈷或鈰的氧化物的雙活性組分，可用于工業(yè)煙氣中NOx和氯代苯類污染物的耦合凈化。
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案:
[0007]—種耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的催化劑，包括載體、第一活性組分以及第二活性組分，所述載體為二氧化鈦，第一活性組分為氧化錳，第二活性組分為氧化銅、氧化鈷或氧化鈰中的任意一種，以催化劑的質量為100被％計，所述第一活性組分和第二活性組分的質量之和< 30wt%。[0008]本發(fā)明選用雙活性組分，利用兩種活性組分之間的協(xié)同作用，可加速移除催化劑表面的殘留Cl元素，空出活性位點，提高反應效率，并解決了單一活性組分催化劑易對氯中毒的技術問題。
[0009]本發(fā)明通過采用二氧化鈦作為載體，并利用氧化銅、氧化鈷或氧化鈰與氧化錳之間的協(xié)同作用，得到的耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的雙活性組分催化劑具有結構穩(wěn)定、活性高、NOx和氯代苯類污染物脫除效率高，且CO2選擇性高。
[0010]所述第一活性組分和第二活性組分的質量之和例如為2wt%、4wt%、6wt%、8wt%、10wt%> 12wt%> 14wt%> 16wt%> 18wt%> 20wt%> 22wt%> 24wt%> 26wt% 或 28wt%。
[0011]第一活性組分和第二活性組分的質量比為1:1~9:1，例如為1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1、5:1、5.5:1、6:1、6.5:1、7:1、7.5:1、8:1 或 8.5:1，優(yōu)選 1:1、2:1 或4:1，進一步優(yōu)選2:1。在該質量比的條件下，第一活性組分和第二活性組分之間的協(xié)同效應更為顯著。
[0012]示例性的一種耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的催化劑，包括載體、第一活性組分以及第二活性組分，所述載體為二氧化鈦，第一活性組分為氧化錳，第二活性組分為氧化銅，以催化劑的質量為100被％計，所述第一活性組分和第二活性組分的質量之和(30wt%，氧化錳和氧化銅的質量比為1:1、2:1或4:1，優(yōu)選2:1。此時，氧化錳和氧化銅的協(xié)同效應最為顯著，在350°C，該催化劑的氮氧化物的最大脫除效率可達93%，氯代苯轉化效率可到99%，且反應終產物CO2選擇性高，C0/C02約為5/95。
[0013]本發(fā)明的目的之二在于提供一種如上所述的耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的催化劑的制備方法，所述方法為共沉淀法，包括如下步驟:
[0014]( I)將硝酸銅、硝`酸鈷或硝酸鈰中的任意一種和硝酸錳一并溶解到水中，得到混合的硝酸鹽溶液；
[0015](2)向混合溶液中加入載體，然后在攪拌的狀態(tài)下，向混合溶液中滴加氨水，控制混合溶液的PH值大于8，使沉淀完全，將得到的沉淀產物抽濾，洗滌，干燥，焙燒，得到耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的催化劑，其為固體粉末狀。
[0016]在將載體加入混合溶液前，對載體進行如下預處理:將載體在400°C煅燒I~2h，例如 1.1hU.2h、l.3h、l.4h、l.5h、l.5h、l.6h、l.7h、l.8h 或 1.9h，以去除載體表面吸附的雜質。
[0017]優(yōu)選地，所述氨水的pH 值為 10 ~12，例如 10.2,10.4,10.6,10.8、11、11.2、11.4、
11.6,11.8 或 11.9。
[0018]優(yōu)選地，用去離子水洗滌至濾餅pH值為低于8，優(yōu)選用去離子水洗滌至濾餅pH值為7。
[0019]優(yōu)選地，所述干燥的溫度為90~120°C，例如92°C、94°C、96°C、98°C、100°C、102°C、104°C、106°C、108°C、110°C、112°C、114°C、116°C或 118°C，干燥的時間為 10 ~15h，例如 10.3h、10.6h、10.9h、ll.2h、ll.5h、ll.8h、12.lh、12.4h、12.7h、13h、13.3h、13.6h、
13.9h、14.2h、14.5h 或 14.8h。
[0020]優(yōu)選地，所述干燥的溫度為100°C，干燥的時間為12h。
[0021]優(yōu)選地，所述焙燒的溫度為450 ~600°C，例如 460°C、470°C、480°C、490°C、500°C、510°C >520°C >530°C >540°C >550°C >560°C >570°C >5800C^; 590°C，焙燒時間為 5 ~8h，例如5.2h、5.4h、5.6h、5.8h、6h、6.2h、6.4h、6.6h、6.8h、7h、7.2h、7.4h、7.6h 或 7.8h。
[0022]優(yōu)選地，所述焙燒的溫度為500°C，焙燒時間為6h。
[0023]上述固體粉末狀催化劑，可根據(jù)不同的需要制成各種結構和形狀，例如可將催化劑制成球狀、顆粒狀和蜂窩狀等等。
[0024]本發(fā)明的目的之三在于提供一種如上所述的耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的催化劑的用途，所述催化劑用于催化凈化氮氧化物和氯代苯類污染物。
[0025]本發(fā)明的耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的雙活性組分催化劑，具有結構穩(wěn)定、活性高、雙金屬氧化物之間具有協(xié)同作用等特性，適用于處理工業(yè)煙氣排出物，特別是來自于鋼鐵燒結機和垃圾焚燒發(fā)電廠的煙氣，其構成了氯代苯的主要工業(yè)來源，且含有超過國家標準的氮氧化物。
[0026]與已有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0027](I)本發(fā)明通過采用二氧化鈦作為載體，并利用氧化銅、氧化鈷或氧化鈰與氧化錳之間的協(xié)同作用，得到的催化劑具有結構穩(wěn)定、活性高、NOx和氯代苯類污染物脫除效率高，所述催化劑能夠在NH3存在時選擇性地催化氮氧化物為氮氣，將氯代苯類污染物催化為C02、H20和HCl等小分子無機物，氮氧化物的最大脫除效率可達93%，氯代苯在400°C時最大催化轉化效率可達100%，且反應終產物CO2選擇性高，C0/C02約為5/95。
[0028](2)與傳統(tǒng)商用催化劑的釩鎢鈦相比，本發(fā)明的催化劑成本低廉，資源豐富，催化劑的溫度窗口約為250?320°C，整體低于釩鎢鈦催化劑的320?400°C的溫度窗口，催化凈化氯代苯類污染物時反應終產物CO2選擇性高，具有很好的應用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是氧化錳和氧化銅不同質量比時，雙活性組分催化劑在不同溫度下對NO和氯苯的轉化率的對比圖。
[0030]圖2是不同過渡金屬氧化物與氧化錳組成的雙活性組分催化劑在不同溫度下對NO和氯苯的轉化率對比圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術方案。
[0032]實施例1
[0033]一種耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的催化劑，包括載體、第一活性組分以及第二活性組分，所述載體為二氧化鈦，第一活性組分為氧化錳，第二活性組分為氧化銅，以催化劑的質量為100wt%計,氧化猛和氧化銅的質量之和< 30wt%,且氧化猛和氧化銅的質量比為1:1。
[0034]上述催化劑采用共沉淀法制備，其包括如下步驟:
[0035]( I)將硝酸銅和硝酸錳一并溶解到水中，得到混合的硝酸鹽溶液；
[0036](2)將載體在400°C進行煅燒一段時間后，將其加入混合溶液中，然后在攪拌的狀態(tài)下，向混合溶液中滴加PH值為10的氨水，控制混合溶液的pH值大于8，使沉淀完全，將得到的沉淀產物抽濾，使用去離子水潤洗濾餅至濾液PH值為7，然后將濾餅放置在100°C烘箱里干燥12h，之后轉移至馬弗爐中緩慢加熱至500°C焙燒6h，得到粉末狀耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的催化劑。
[0037]在350°C時，催化凈化含500mg/m3氮氧化物和1000mg/m3氯苯的模擬煙氣時，NOx脫除效率可達88%，氯苯脫除率可達91%，CO2選擇性高，C0/C02約為5/95。
[0038]實施例2
[0039]除氧化錳和氧化銅的質量比為2:1夕卜，其余與實施例1相同。
[0040]在350°C時，催化凈化含500mg/m3氮氧化物和1000mg/m3氯苯的模擬煙氣時，NOx脫除效率可達93%，氯苯脫除率可達99%，CO2選擇性高，C0/C02約為5/95。
[0041]實施例3
[0042]除氧化錳和氧化銅的質量比為4:1夕卜，其余與實施例1相同。
[0043]在350°C時，催化凈化含500mg/m3氮氧化物和1000mg/m3氯苯的模擬煙氣時，NOx脫除效率可達84%，氯苯脫除率可達95%，CO2選擇性高，C0/C02約為5/95。
[0044]實施例4
[0045]除氧化錳和氧化銅的質量比為9:1夕卜，其余與實施例1相同。
[0046]在350°C時，催化凈化含500mg/m3氮氧化物和1000mg/m3氯苯的模擬煙氣時，NOx脫除效率可達78%，氯苯脫除率可達81%，CO2選擇性高，C0/C02約為5/95。
[0047]實施例5
[0048]一種耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的催化劑，包括載體、第一活性組分以及第二活性組分，所述載體為二氧化鈦，第一活性組分為氧化錳，第二活性組分為氧化鈷，以催化劑的質量為100wt%計,氧化猛和氧化鈷的質量之和< 30wt%,且氧化猛和氧化鈷的質量比為1:1。
[0049]上述催化劑采用共沉淀法制備，其包括如下步驟:
[0050]( I)將硝酸鈷和硝酸錳一并溶解到水中，得到混合的硝酸鹽溶液；
[0051](2)將載體在400°C進行煅燒一段時間后，將其加入混合溶液中，然后在攪拌的狀態(tài)下，向混合溶液中滴加PH值為10的氨水，控制混合溶液的pH值大于8，使沉淀完全，將得到的沉淀產物抽濾，使用去離子水潤洗濾餅至濾液PH值為7，然后將濾餅放置在100°C烘箱里干燥12h，之后轉移至馬弗爐中緩慢加熱至500°C焙燒6h，得到粉末狀耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的催化劑。
[0052]在350°C時，催化凈化含500mg/m3氮氧化物和1000mg/m3氯苯的模擬煙氣時，NOx脫除效率可達75%，氯苯脫除率可達79%，CO2選擇性高，C0/C02約為5/95。
[0053]實施例6
[0054]除氧化錳和氧化鈷的質量比為2:1夕卜，其余與實施例5相同。
[0055]在350°C時，催化凈化含500mg/m3氮氧化物和1000mg/m3氯苯的模擬煙氣時，NOx脫除效率可達85%，氯苯脫除率可達87%，CO2選擇性高，C0/C02約為5/95。
[0056]實施例7
[0057]除氧化錳和氧化鈷的質量比為4:1夕卜，其余與實施例5相同。
[0058]在350°C時，催化凈化含500mg/m3氮氧化物和1000mg/m3氯苯的模擬煙氣時，NOx脫除效率可達81%，氯苯脫除率可達86%，CO2選擇性高，C0/C02約為5/95。
[0059]實施例8
[0060]除氧化錳和氧化鈷的質量比為9:1夕卜，其余與實施例5相同。[0061]在350°C時，催化凈化含500mg/m3氮氧化物和1000mg/m3氯苯的模擬煙氣時，NOx脫除效率可達72%，氯苯脫除率可達77%，CO2選擇性高，C0/C02約為5/95。
[0062]實施例9
[0063]一種耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的催化劑，包括載體、第一活性組分以及第二活性組分，所述載體為二氧化鈦，第一活性組分為氧化錳，第二活性組分為氧化鈰，以催化劑的質量為100wt%計,氧化猛和氧化鋪的質量之和< 30wt%,且氧化猛和氧化鋪的質量比為1:1。
[0064]上述催化劑采用共沉淀法制備，其包括如下步驟:
[0065]( I)將硝酸錳和硝酸鈰一并溶解到水中，得到混合的硝酸鹽溶液；
[0066](2)將載體在400°C進行煅燒一段時間后，將其加入混合溶液中，然后在攪拌的狀態(tài)下，向混合溶液中滴加PH值為10的氨水，控制混合溶液的pH值大于8，使沉淀完全，將得到的沉淀產物抽濾，使用去離子水潤洗濾餅至濾液PH值為7，然后將濾餅放置在100°C烘箱里干燥12h，之后轉移至馬弗爐中緩慢加熱至500°C焙燒6h，得到粉末狀耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的催化劑。
[0067]在350°C時，催化凈化含500mg/m3氮氧化物和1000mg/m3氯苯的模擬煙氣時，NOx脫除效率可達84%，氯苯脫除率可達90%，CO2選擇性高，C0/C02約為5/95。
[0068]實施例10
[0069]除氧化錳和氧化鈰的質量比為2:1夕卜，其余與實施例9相同。
[0070]在350°C時，催化凈化含500mg/m3氮氧化物和1000mg/m3氯苯的模擬煙氣時，NOx脫除效率可達87%，氯苯脫除率可達92%，CO2選擇性高，C0/C02約為5/95。
[0071]實施例11
[0072]除氧化錳和氧化鈰的質量比為4:1夕卜，其余與實施例9相同。
[0073]在350°C時，催化凈化含500mg/m3氮氧化物和1000mg/m3氯苯的模擬煙氣時，NOx脫除效率可達81%，氯苯脫除率可達89%，CO2選擇性高，C0/C02約為5/95。
[0074]實施例12
[0075]除氧化錳和氧化鈰的質量比為9:1夕卜，其余與實施例9相同。
[0076]在350°C時，催化凈化含500mg/m3氮氧化物和1000mg/m3氯苯的模擬煙氣時，NOx脫除效率可達76%，氯苯脫除率可達83%，CO2選擇性高，C0/C02約為5/95。
[0077]實施例13
[0078]催化劑中第一活性組分為氧化錳，第二活性組分為氧化銅，氧化錳和氧化銅的質量比為2:1，在350°C時，催化凈化含500mg/m3氮氧化物和1000mg/m3氯苯的模擬煙氣時，NOx脫除效率可達93%，氯苯脫除率可達99%，CO2選擇性高，C0/C02約為5/95。
[0079]實施例14
[0080]催化劑中第一活性組分為氧化錳,第二活性組分為氧化銅,氧化錳和氧化銅的質量比為1:1，在350°C時，催化凈化含500mg/m3氮氧化物和1000mg/m3氯苯的模擬煙氣時，NOx脫除效率可達88%，氯苯脫除率可達91%，CO2選擇性高，C0/C02約為5/95。
[0081]實施例15
[0082]催化劑中第一活性組分為氧化錳,第二活性組分為氧化銅,氧化錳和氧化銅的質量比為4:1，在350°C時，催化凈化含500mg/m3氮氧化物和1000mg/m3氯苯的模擬煙氣時，NOx脫除效率可達85%，氯苯脫除率可達95%，CO2選擇性高，C0/C02約為5/95。
[0083]實施例16
[0084]催化劑中第一活性組分為氧化錳,第二活性組分為氧化鈷,氧化錳和氧化鈷的質量比為2:1，在350°C時，催化凈化含500mg/m3氮氧化物和1000mg/m3氯苯的模擬煙氣時，NOx脫除效率可達84%，氯苯脫除率可達90%，CO2選擇性高，C0/C02約為5/95。
[0085]實施例17
[0086]催化劑中第一活性組分為氧化猛,第二活性組分為氧化鋪，氧化猛和氧化鋪的質量比為2:1，在350°C時，催化凈化含500mg/m3氮氧化物和1000mg/m3氯苯的模擬煙氣時，NOx脫除效率可達87%，氯苯脫除率可達92%，CO2選擇性高，C0/C02約為5/95。
[0087]實施例18
[0088]一種耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的催化劑，包括載體、第一活性組分以及第二活性組分，所述載體為二氧化鈦，第一活性組分為氧化錳，第二活性組分為氧化銅，以催化劑的質量為100wt%計,氧化猛和氧化銅的質量之和< 30wt%,且氧化猛和氧化銅的質量比為2:1。
[0089]上述催化劑采用共沉淀法制備，其包括如下步驟:
[0090]( I)將硝酸銅和硝酸錳一并溶解到水中，得到混合的硝酸鹽溶液；
[0091](2)將載體在400°C進行煅燒I?2h后，將其加入混合溶液中，然后在攪拌的狀態(tài)下，向混合溶液中滴加PH值為12的氨水，控制混合溶液的pH值大于8，使沉淀完全，將得到的沉淀產物抽濾，使用去離子水潤洗濾餅至濾液PH值低于8，然后將濾餅放置在90°C烘箱里干燥15h，之后轉移至馬弗爐中緩慢加熱至450°C焙燒8h，得到粉末狀耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的催化劑。
[0092]在350°C時，催化凈化含500mg/m3氮氧化物和1000mg/m3氯苯的模擬煙氣時，NOx脫除效率可達90%，氯苯脫除率可達95%，CO2選擇性高，C0/C02約為5/95。
[0093]實施例19
[0094]一種耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的催化劑，包括載體、第一活性組分以及第二活性組分，所述載體為二氧化鈦，第一活性組分為氧化錳，第二活性組分為氧化銅，以催化劑的質量為100wt%計,氧化猛和氧化銅的質量之和< 30wt%,且氧化猛和氧化銅的質量比為2:1。
[0095]上述催化劑采用共沉淀法制備，其包括如下步驟:
[0096]( I)將硝酸銅和硝酸錳一并溶解到水中，得到混合的硝酸鹽溶液；
[0097](2)將載體在400°C進行煅燒I?2h后，將其加入混合溶液中，然后在攪拌的狀態(tài)下，向混合溶液中滴加PH值為11的氨水，控制混合溶液的pH值大于8，使沉淀完全，將得到的沉淀產物抽濾，使用去離子水潤洗濾餅至濾液PH值低于8，然后將濾餅放置在120°C烘箱里干燥10h，之后轉移至馬弗爐中緩慢加熱至600°C焙燒5h，得到粉末狀耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的催化劑。
[0098]在350°C時，催化凈化含500mg/m3氮氧化物和1000mg/m3氯苯的模擬煙氣時，NOx脫除效率可達82%，氯苯脫除率可達89%，CO2選擇性高，C0/C02約為5/95。
[0099]對比例I
[0100]該催化劑采用單一活性組分氧化錳，載體為二氧化鈦。在350°C時，催化凈化含500mg/m3氮氧化物和1000mg/m3氯苯的模擬煙氣時，NOx脫除效率可達50，氯苯脫除率可達38%，催化劑90min后失活。
[0101]對比例2
[0102]該催化劑采用單一活性組分氧化銅，載體為二氧化鈦。在350°C時，催化凈化含500mg/m3氮氧化物和1000mg/m3氯苯的模擬煙氣時，NOx脫除效率可達31%，氯苯脫除率可達80%，催化劑200min后失活。
[0103]對比例3
[0104]該催化劑采用單一活性組分氧化鈷，載體為二氧化鈦。在350°C時，催化凈化含500mg/m3氮氧化物和1000mg/m3氯苯的模擬煙氣時，NOx脫除效率可達22%，氯苯脫除率可達74%，催化劑150min后失活。
[0105]對比例4
[0106]該催化劑采用單一活性組分氧化鈰，載體為二氧化鈦。在350°C時，催化凈化含500mg/m3氮氧化物和1000mg/m3氯苯的模擬煙氣時，NOx脫除效率可達35%，氯苯脫除率可達50%，催化劑120min后失活。
[0107]對比上述實施例與對比例可知:
[0108]不論是采用單一活性組分氧化錳的催化劑，還是采用單一活性組分氧化鈷、氧化銅或氧化鈰的催化劑，其對NOx脫除效率以及氯苯脫除率，以及CO2選擇性低均顯著劣于本發(fā)明同時采用氧化錳作為第一活性組分和氧化銅、氧化鈷或氧化鈰中的任意一種作為第二活性組分的催化劑。由于第一活性組分的氧化錳與第二活性組分中的氧化銅、氧化鈷或氧化鈰之間存在協(xié)同作用，同時本發(fā)明通過對第一活性組分以及第二活性組分的質量比進行優(yōu)選，使得相互之間協(xié)同作用更加顯著，所得到的催化劑的催化性能顯著提高，氮氧化物的最大脫除效率可達93%，氯代苯在400°C時最大催化轉化效率可達100%，且反應終產物CO2選擇性高，C0/C02約為5/95，催化劑的溫度窗口約為250?320°C。
[0109] 申請人:聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細方法才能實施。所屬【技術領域】的技術人員應該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內。
【權利要求】
1.一種耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的催化劑，包括載體、第一活性組分以及第二活性組分，所述載體為二氧化鈦，第一活性組分為氧化錳，第二活性組分為氧化銅、氧化鈷或氧化鈰中的任意一種，以催化劑的質量為100被％計，所述第一活性組分和第二活性組分的質量之和< 30wt%。
2.如權利要求1所述的催化劑，其特征在于，第一活性組分和第二活性組分的質量比為 1:1 ?9:1，優(yōu)選 1:1、2:1或4:1。
3.—種如權利要求1或2所述的耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的催化劑的制備方法，其特征在于，所述方法為共沉淀法，包括如下步驟: (1)將硝酸銅、硝酸鈷或硝酸鈰中的任意一種和硝酸錳一并溶解到水中，得到混合的硝酸鹽溶液； (2)向步驟(I)得到的混合溶液中加入載體，然后在攪拌的狀態(tài)下，向混合溶液中滴加氨水，控制混合溶液的pH值大于8，使沉淀完全，將得到的沉淀產物抽濾，洗滌，干燥，焙燒，得到耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的催化劑。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，對載體進行如下預處理:將載體在40(TC煅燒I?2h。
5.如權利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述氨水的pH值為10?12。
6.如權利要求3-5之一所述的方法，其特征在于，用去離子水洗滌至濾餅pH值低于8，優(yōu)選用去離子水洗滌至濾餅PH值為7。
7.如權利要求3-6之一所述的方法，其特征在于，所述干燥的溫度為90?120°C，干燥的時間為10?15h ； 優(yōu)選地，所述干燥的溫度為100°C，干燥的時間為12h。
8.如權利要求3-7之一所述的方法，其特征在于，所述焙燒的溫度為450?600°C，焙燒時間為5?8h。
9.如權利要求3-8之一所述的方法，其特征在于，所述焙燒的溫度為500°C，所述焙燒時間為6h。
10.一種如權利要求1或2所述的耦合控制氮氧化物和氯代苯類污染物的催化劑的用途，其特征在于，所述催化劑用于催化凈化氮氧化物和氯代苯類污染物。
【文檔編號】B01D53/70GK103801323SQ201410005247
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月6日 優(yōu)先權日:2014年1月6日
【發(fā)明者】朱廷鈺, 王雪, 王健 申請人:中國科學院過程工程研究所