本發(fā)明涉及一種高效低成本煙氣脫硫催化劑的制備方法。
背景技術：
二氧化硫是煤炭燃燒產(chǎn)生的主要的大氣污染物之一，是造成酸雨、酸霧、光化學煙霧、臭氧層空洞等全球性污染問題的主要原因之一。我國目前應用最廣泛的石灰石/石灰-石膏法脫硫技術存在系統(tǒng)復雜、容易結垢、副產(chǎn)物利用率較低等缺陷。催化法脫硫利用脫硫催化劑在o2和h2o存在的條件下將煙氣中的so2轉化為h2so4，是一種脫硫效率高、工藝流程簡單、可實現(xiàn)so2的高效回收的技術。該技術關鍵在于催化劑的活性和可再生性，目前研究較多的是對吸附材料的改性，如在活性炭、活性焦、碳纖維或分子篩表面通過浸漬法負載v、mn、cu、fe、co、ce等氧化物。有研究表明，顆粒狀v2o5/ac催化劑在180～250℃具有很高的脫硫脫硝活性，催化劑吸附so2后，不僅不毒化脫硝活性，而且大大促進了脫硝活性。蜂窩狀活性炭負載催化劑（v2o5/ach）也顯示了很好的脫硫脫硝效果，在200℃下so2的初始轉化率為100%，并具有90%以上的脫硝率。其中活性炭的脫硫活性與其空隙結構和表面化學性質緊密相關，但其成本較高，制約工業(yè)化應用。
我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達，近幾年，隨著我國蝦仁出口的增加，在加工過程中產(chǎn)生大量的蝦殼廢棄物，如不及時處理和利用，既污染環(huán)境又造成生物質資源浪費。蝦殼中含有大量的甲殼素，其可衍生為一種重要的功能性生物材料—殼聚糖，是一種理想的碳源，經(jīng)過聚合碳化可制備出孔容、比表面積較大的、表面功能團豐富的多孔碳材料。因此不僅解決蝦殼固廢的環(huán)境污染問題，又可為脫硫催化劑提供較理想的吸附載體。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對上述存在問題，提供一種高效低成本煙氣脫硫催化劑的制備方法，該制備方法反應工藝簡單，所得催化劑同時脫硫性能好，價格低廉。
本發(fā)明的技術方案。
一種高效低成本煙氣脫硫催化劑的制備方法，以廢棄蝦殼為原料衍生的殼聚糖為碳源，以天然埃洛石納米管為模板，通過高溫碳化、去模板等工序制備多孔碳，然后以硝酸鈷和偏釩酸銨為鈷源和釩源，經(jīng)過浸漬、干燥、煅燒等工序，在復合載體表面生成四氧化三鈷（co3o4）和五氧化二釩（v2o5）催化活性中心，具體包括如下步驟：1）將天然埃洛石納米管除鐵后，置于含有殼聚糖的乙酸溶液中并進行攪拌3～10h；2）將1）溶液過濾，濾餅80℃進行干燥6h，然后氮氣保護下500℃煅燒2h，得到黑色粉末；3）將2）中所得黑色粉末置于hf酸溶液中進行去模板反應1h，然后80℃進行干燥2h，得到多孔活性炭acch；4）將3）中所得黑色粉末置于硝酸鈷和偏釩酸銨溶液中浸漬，然后干燥、煅燒，即得co3o4-v2o5/acch。
所述催化劑的模板材料為天然埃洛石納米管。
所述催化劑載體活性炭碳源為殼聚糖。
所述催化活性中心成分為co3o4-v2o5。
所述催化活性中心成分為co3o4-v2o5，其中co3o4的含量為0.1%～5%，v2o5的含量為0.1%～15.0%。
本發(fā)明的優(yōu)點是：以廢棄蝦殼為原料衍生的殼聚糖為碳源，以天然埃洛石納米管（hnts）為模板制備多孔活性炭，價格低廉，方法簡單，且可有效解決廢棄蝦殼的污染問題；四氧化三鈷具有提高晶格氧傳遞效率和抗硫毒性作用；五氧化二釩具有促進二氧化硫氧化和機械強度高優(yōu)點，脫硫效率高。
具體實施方式
下面結合實施例對本發(fā)明進一步說明，但是它們并不是對本發(fā)明作任何限制。這里僅指出，本發(fā)明中使用的試劑和測試設備除特別標明出處之外，均為市售的通用產(chǎn)品。
實施例1。一種高效低成本煙氣脫硫催化劑的制備方法，包括如下步驟：1）將10g天然埃洛石納米管除鐵后，置于20ml含有15%殼聚糖的乙酸溶液中并進行攪拌5h；2）將1）溶液過濾，濾餅80℃進行干燥6h，然后氮氣保護下500℃煅燒2h，得到黑色粉末；3）將2）中所得黑色粉末置于10mlhf酸溶液中進行去模板反應1h，然后80℃進行干燥2h，得到多孔活性炭acch；4）將3）中所得黑色粉末置于含有5%硝酸鈷和10%的偏釩酸銨溶液中浸漬2h，然后80℃進行干燥3h，再在氮氣保護下500℃煅燒2h，即得co3o4-v2o5/acch，其中co3o4的含量為1.5%，v2o5的含量為8.4%。
實施例2。一種高效低成本煙氣脫硫催化劑的制備方法，包括如下步驟：1）將15g天然埃洛石納米管除鐵后，置于30ml含有20%殼聚糖的乙酸溶液中并進行攪拌5h；2）將1）溶液過濾，濾餅80℃進行干燥6h，然后氮氣保護下500℃煅燒2h，得到黑色粉末；3）將2）中所得黑色粉末置于10mlhf酸溶液中進行去模板反應1h，然后80℃進行干燥2h，得到多孔活性炭acch；4）將3）中所得黑色粉末置于含有8%硝酸鈷和20%的偏釩酸銨溶液中浸漬2h，然后80℃進行干燥3h，再在氮氣保護下500℃煅燒2h，即得co3o4-v2o5/acch，其中co3o4的含量為2.6%，v2o5的含量為13.8%。
實施例3。一種高效低成本煙氣脫硫催化劑的制備方法，包括如下步驟：1）將30g天然埃洛石納米管除鐵后，置于100ml含有18%殼聚糖的乙酸溶液中并進行攪拌5h；2）將1）溶液過濾，濾餅80℃進行干燥6h，然后氮氣保護下500℃煅燒2h，得到黑色粉末；3）將2）中所得黑色粉末置于10mlhf酸溶液中進行去模板反應1h，然后80℃進行干燥2h，得到多孔活性炭acch；4）將3）中所得黑色粉末置于含有12%硝酸鈷和18%的偏釩酸銨溶液中浸漬2h，然后80℃進行干燥3h，再在氮氣保護下500℃煅燒2h，即得co3o4-v2o5/acch，其中co3o4的含量為1.2%，v2o5的含量為5.5%。
本發(fā)明公開一種高效低成本煙氣脫硫催化劑的制備方法，本領域技術人員可通過借鑒本文內(nèi)容，適當改變工藝路線等環(huán)節(jié)實現(xiàn)，盡管本發(fā)明的方法已通過較佳實施例子進行了描述，相關技術人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容與范圍內(nèi)對本文所述的方法進行改動或重新組合，來實現(xiàn)最終結果。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動對本領域技術人員來說是顯而易見的，它們都被視為包括在本發(fā)明的內(nèi)容和范圍。