本發(fā)明涉及一種可用于尾氣脫硝亞微米纖維材料的制備方法，屬于煙塵催化劑制造技術(shù)域。

背景技術(shù)：

燃煤通過(guò)燃燒進(jìn)行火電轉(zhuǎn)換的過(guò)程中會(huì)排放大量含有毒物質(zhì)的尾氣，如含有氮氧化物、二氧化硫和硫化物等污染物。其中氮氧化物的處理難度大，目前工業(yè)上雖有許多方法如溶液吸收法，溶液分解法，選擇性催化法和非選擇性催化法等，但各個(gè)方法仍存在一些問(wèn)題，限制其推廣應(yīng)用。如非催化的方法需要添加大量的吸收和反應(yīng)試劑，添加量難以匹配，不僅存在能耗和物資消耗大的缺點(diǎn)，而且存在二次污染問(wèn)題。催化過(guò)程因?yàn)椴捎么呋瘎?，可以使脫硝過(guò)程更具有針對(duì)性，有利于污染的控制。但是催化劑的選擇和制備目前仍然存在較大的困難，存在催化效率不足，過(guò)程不穩(wěn)定，催化劑中毒和材料工藝過(guò)程不穩(wěn)定等問(wèn)題。本發(fā)明旨在兼顧效率、穩(wěn)定性對(duì)脫硝催化劑進(jìn)行改性，通過(guò)納米技術(shù)防止顆粒的團(tuán)聚，從而保證了較高的催化效率，同時(shí)能保證催化劑性能的穩(wěn)定發(fā)揮。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種可用于尾氣脫硝亞微米纖維材料的制備方法，保證了其較高的催化效率及穩(wěn)定性。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的尾氣脫硝亞微米纖維材料的制備方法，包括下述步驟：

(1)先將可溶性銅鹽、可溶性鋇鹽、可溶性鈀鹽以及可溶性鈰鹽溶于水中，然后加入聚乙烯醇、聚氧化乙烯、檸檬酸、蔗糖、聚丙烯酸或聚丙烯酸鈉，形成混合溶液；所述可溶性銅鹽、可溶性鋇鹽、可溶性鈀鹽以及可溶性鈰鹽之間的摩爾比為3～8:1～2:0.03～1:1～3；所述可溶性銅鹽、可溶性鋇鹽、可溶性鈀鹽、可溶性鈰鹽的總質(zhì)量與聚乙烯醇、聚氧化乙烯、檸檬酸、蔗糖、聚丙烯酸或聚丙烯酸鈉的質(zhì)量之比為1～25：25～100；所述混合溶液中，溶質(zhì)總質(zhì)量與水的質(zhì)量比為1：5～20；

(2)將混合溶液進(jìn)行霧化，將霧化氣引入10～80℃的堿性溶液中，攪拌，調(diào)節(jié)溶液pH值9～11；待霧化氣完全通入后，持續(xù)攪拌10min～1h，然后將溶液在室溫下靜置3～48h，過(guò)濾，將所得的沉淀在60～200℃烘干，粉碎成100-300目的粉末；所述堿性溶液摩爾濃度為0.1～5mol/l；

(3)將步驟(2)所得粉末置于惰性氣氛中于300～1200℃熱處理10min～2h，然后降溫到200～500℃，關(guān)閉惰性氣氛，通入氧化氣氛，保溫1～8h，降溫冷卻至室溫，粉碎得大于400目的粉末；

(4)將步驟(3)所得粉末與聚合物粉末按質(zhì)量比1:1～20混合均勻，加熱熔融，制得預(yù)紡絲料；

(5)將預(yù)紡絲料置于熔體靜電紡絲設(shè)備中，通過(guò)高壓靜電力的作用下從噴絲極朝向接收板噴出，即得亞微米纖維，所述噴絲極和所述接收板均為導(dǎo)體。

優(yōu)選的，上述所述的尾氣脫硝亞微米纖維材料的制備方法中，步驟(1)所述可溶性銅鹽為氯化銅、硫酸銅、硝酸銅、醋酸銅中的至少一種；所述可溶性鋇鹽為氯化鋇、硝酸鋇、氫氧化鋇中的至少一種；可溶性鈀鹽為氯化鈀、硝酸鈀、硫酸鈀、乙酰丙酮鈀中的至少一種；可溶性鈰鹽為六硝酸合鈰酸鹽、硝酸鈰、硫酸鈰銨、硫酸鈰、氯化鈰中的至少一種。優(yōu)選的，所述可溶性銅鹽、可溶性鋇鹽、可溶性鈀鹽、可溶性鈰鹽的總質(zhì)量與聚乙烯醇、聚氧化乙烯、檸檬酸、蔗糖、聚丙烯酸或聚丙烯酸鈉的質(zhì)量之比為1：2～10。

優(yōu)選的，上述所述的尾氣脫硝亞微米纖維材料的制備方法中，步驟(2)所述堿性溶液為氨溶液、氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、氫氧化鈣溶液中的一種或一種混合物；優(yōu)選的，步驟(2)將霧化氣引入30～80℃的堿性溶液中。

優(yōu)選的，上述所述的尾氣脫硝亞微米纖維材料的制備方法中，步驟(3)所述惰性氣氛為氮?dú)饣驓鍤鈿夥?，所述氧化氣氛為氮?dú)夂?或氬氣中含有5～20％(v/v)氧氣的混合氣體。

優(yōu)選的，上述所述的尾氣脫硝亞微米纖維材料的制備方法中，步驟(4)所述聚合物為聚酰胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚砜、聚四氟乙烯和聚酰亞胺中的至少一種。

優(yōu)選的，上述所述的尾氣脫硝亞微米纖維材料的制備方法中，步驟(4)中，步驟(3)所得粉末與聚合物粉末按質(zhì)量比1:1～10。

優(yōu)選的，上述所述的尾氣脫硝亞微米纖維材料的制備方法中，步驟(5)所述亞微米纖維直徑為200～1000納米。

優(yōu)選的，上述所述的尾氣脫硝亞微米纖維材料的制備方法中，步驟(5)所述噴絲極和所述接收板之間施加30～150千伏的高壓靜電場(chǎng)。

本發(fā)明得到的脫硝亞微米纖維材料可用于治理含氮氧化物的尾氣，本發(fā)明通過(guò)納米技術(shù)對(duì)脫硝催化劑進(jìn)行了改性，有助于提高催化劑性能，并防止催化劑顆粒在催化反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生大量團(tuán)聚的現(xiàn)象，從而保證了其較高的催化效率，同時(shí)能保證催化劑性能的穩(wěn)定發(fā)揮。

具體實(shí)施方式

下述實(shí)施例是對(duì)于本發(fā)明內(nèi)容的進(jìn)一步說(shuō)明以作為對(duì)本發(fā)明技術(shù)內(nèi)容的闡釋?zhuān)景l(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容并不僅限于下述實(shí)施例所述，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以且應(yīng)當(dāng)知曉任何基于本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神的簡(jiǎn)單變化或替換均應(yīng)屬于本發(fā)明所要求的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

(1)先將氯化銅、氯化鋇，乙酰丙酮鈀和硫酸鈰銨按摩爾比為3.2：1.3：0.07：2溶于水中，然后加入聚乙烯醇，形成混合溶液。上述可溶性鹽的總質(zhì)量與聚乙烯醇質(zhì)量之比為3：25；所述混合溶液中，溶質(zhì)總質(zhì)量與水的質(zhì)量比為1：10；

(2)將混合溶液進(jìn)行霧化，將霧化氣引入30℃的堿性溶液中，攪拌，用濃度為0.1mol/l的鹽酸或氫氧化鈉溶液來(lái)調(diào)節(jié)溶液pH值，使其保持在9～10。待霧化氣完全通入后，持續(xù)攪拌50min，然后將溶液在室溫下靜置48h，過(guò)濾，將所得的沉淀在150℃烘干8h，粉碎成100-300目的粉末；所述堿性溶液摩爾濃度為2.5mol/l；

(3)將粉末置于氬氣氣氛中350℃中熱處理2h，然后降溫到200℃，關(guān)閉氬氣氣氛，通入含5％(v/v)氧氣的氬氣，保溫8h，降溫冷卻至室溫，500～600目粉碎。

(4)粉末與聚酰胺粉末按質(zhì)量比1：1混合均勻，加熱熔融，制得預(yù)紡絲料。

(5)預(yù)紡絲料在高壓靜電力的作用下從噴絲極朝向接收板噴出，即得亞微米纖維，所述噴絲極和所述接收板均為導(dǎo)體，且所述噴絲極和所述接收板之間施加75千伏的靜電場(chǎng)。

實(shí)施例2

(1)先將硝酸銅、氯化鋇，乙酰丙酮鈀和硝酸鈰按摩爾比為5.5：1.6：0.2：1溶于水中，然后加入檸檬酸，形成混合溶液。上述可溶性鹽的總質(zhì)量與檸檬酸質(zhì)量之比為20：100；所述混合溶液中，溶質(zhì)總質(zhì)量與水的質(zhì)量比為20：100；

(2)將混合溶液進(jìn)行霧化，將霧化氣引入50℃的堿性溶液中，攪拌，用濃度為1.5mol/l的鹽酸或氫氧化鈉溶液來(lái)調(diào)節(jié)溶液pH值，使其保持在9～10。待霧化氣完全通入后，持續(xù)攪拌1h，然后將溶液在室溫下靜置24h，過(guò)濾，將所得的沉淀在200℃烘干12h，粉碎成100-300目的粉末；所述堿性溶液摩爾濃度為4.3mol/l；

(3)將粉末置于氬氣氣氛中800℃中熱處理0.5h，然后降溫到400℃，關(guān)閉氬氣氣氛，通入氬氣中含15％氧氣的混合氣體，保溫2h，降溫冷卻至室溫，500～600目粉碎。

(4)粉末與聚酰亞胺粉末按質(zhì)量比1：8混合均勻，加熱熔融，制得預(yù)紡絲料。

(5)預(yù)紡絲料在高壓靜電力的作用下從噴絲極朝向接收板噴出，即得亞微米纖維，所述噴絲極和所述接收板均為導(dǎo)體，且所述噴絲極和所述接收板之間施加50千伏的靜電場(chǎng)。

實(shí)施例3

(1)先將氯化銅、氯化鋇，乙酰丙酮鈀和硫酸鈰銨按摩爾比為8：1.8：0.6：2.6溶于水中，然后加入蔗糖，形成混合溶液。上述可溶性鹽的總質(zhì)量與蔗糖質(zhì)量之比為25：100；所述混合溶液中，溶質(zhì)總質(zhì)量與水的質(zhì)量比為15：100；

(2)將混合溶液進(jìn)行霧化，將霧化氣引入80℃的堿性溶液中，攪拌，用濃度為2.5mol/l的鹽酸或氫氧化鈉溶液來(lái)調(diào)節(jié)溶液pH值，使其保持在10-11。待霧化氣完全通入后，持續(xù)攪拌30min，然后將溶液在室溫下靜置5h，過(guò)濾，將所得的沉淀在60℃烘干48h，粉碎成100-300目的粉末；所述堿性溶液摩爾濃度為0.3mol/l；

(3)將粉末置于氬氣氣氛中800℃中熱處理2h，然后降溫到500℃，關(guān)閉氬氣氣氛，通入氬氣中含15％氧氣的混合氣體，保溫10min，降溫冷卻至室溫，700～800目粉碎。

(4)粉末與聚苯硫醚粉末按質(zhì)量比1：16混合均勻，加熱熔融，制得預(yù)紡絲料。

(5)預(yù)紡絲料在高壓靜電力的作用下從噴絲極朝向接收板噴出，即得亞微米纖維，所述噴絲極和所述接收板均為導(dǎo)體，且所述噴絲極和所述接收板之間施加120千伏的靜電場(chǎng)。

將上述各實(shí)施例中的脫硝亞微米纖維材料用于催化某火電廠尾氣樣品實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下表1表明在240℃時(shí)對(duì)氮氧化物的4小時(shí)去除率為90～92.4％，連續(xù)使用300h小時(shí)后去除率仍然為87～91.3％，尾氣排放數(shù)值低于火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)標(biāo)規(guī)定值。

表1