本發(fā)明涉及煙氣脫硝催化材料，特別涉及一種cuce/sio2復(fù)合氣凝膠催化材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、no不僅會(huì)污染大氣環(huán)境，而且會(huì)危害人體健康。no會(huì)與人體內(nèi)的血紅蛋白結(jié)合，從而影響血紅蛋白運(yùn)輸氧氣的能力，同時(shí)no在空氣中可被氧化生成no2，no2是引起光化學(xué)煙霧和酸雨的主要原因之一。如何脫除工業(yè)廢氣中的no已成為全球性的熱點(diǎn)?，F(xiàn)如今投入實(shí)際應(yīng)用的是氨選擇性催化還原(nh3-scr)，但常用的工業(yè)催化劑如v2o5-wo3/tio2存在操作溫度高、溫度窗口窄(300～400℃)、產(chǎn)生大量n2o副產(chǎn)品等缺點(diǎn)，限制了技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。而在燒結(jié)煙氣、汽車尾氣等工業(yè)廢氣中除了no，還有co的存在，所以使用co作為還原劑可以同時(shí)脫除co、no這兩種有害氣體，起到了一舉兩得的效果。

2、目前，研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)許多用于催化co還原no的脫硝催化劑。常見(jiàn)的co還原no的催化劑分為貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑兩種。雖然貴金屬催化劑的脫硝效率高，但成本昂貴且高溫下失活的缺點(diǎn)限制了它的應(yīng)用范圍。而稀土元素在國(guó)民經(jīng)濟(jì)多種領(lǐng)域中發(fā)揮著不可替代的作用。ceo2作為一種極為重要的稀土氧化物，在許多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。ceo2具有較大的比表面積、優(yōu)異的儲(chǔ)氧性能，可儲(chǔ)存和釋放較多的活性氧。另外，cuo2極高的晶格氧儲(chǔ)存量使其作為重要的載氧材料在化學(xué)鏈燃燒和化學(xué)儲(chǔ)氧等領(lǐng)域占據(jù)重要位置。但這兩類氧化物都有本質(zhì)上的缺陷，例如ceo2熱穩(wěn)定性較差，而單一cuo2選擇性不佳，造成其在催化領(lǐng)域很難被直接應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述燃煤煙氣催化脫硝技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種cuce/sio2復(fù)合氣凝膠催化材料及其制備方法與應(yīng)用，本發(fā)明通過(guò)合成cuce/sio2氣凝膠，使其提供豐富的孔隙率和比表面積，開(kāi)發(fā)出具有高比表面積、高分散性、高深度催化氧化能力的cuce/sio2復(fù)合氧化物氣凝膠催化材料。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明技術(shù)方案之一，一種cuce/sio2復(fù)合氣凝膠催化材料，以sio2氣凝膠為載體，所述載體上負(fù)載過(guò)渡金屬氧化物；所述過(guò)渡金屬氧化物為cu的氧化物和ce的氧化物。

4、本發(fā)明技術(shù)方案之二，上述cuce/sio2復(fù)合氣凝膠催化材料的制備方法，包括以下步驟：

5、將鈰鹽和銅鹽溶解在水中，之后加入sio2氣凝膠，混合均勻后，將所得混合溶液進(jìn)行微波水熱合成反應(yīng)，得到前驅(qū)體材料；

6、焙燒所述的前驅(qū)體材料，即得到所述的cuce/sio2復(fù)合氣凝膠催化材料。

7、本發(fā)明技術(shù)方案之三，上述cuce/sio2復(fù)合氣凝膠催化材料在催化含co和no煙氣中的應(yīng)用。

8、本發(fā)明技術(shù)方案之四，一種煙氣脫硝催化劑，原料包括上述的cuce/sio2復(fù)合氣凝膠催化材料。

9、有益技術(shù)效果：

10、本發(fā)明采用微波加熱法制備cuce/sio2復(fù)合氣凝膠催化材料，可以得到均勻分散的納米顆粒，提高催化材料的比表面積和分散度，進(jìn)而提高催化活性和穩(wěn)定性。此外，本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單、成本低廉，適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

11、本發(fā)明采用微波水熱法制備cuce/sio2復(fù)合氣凝膠催化材料，具有均勻的孔徑分布、高比表面積和大孔容，吸附能力強(qiáng)的特點(diǎn)。

12、本發(fā)明采用微波加熱法制備cuce/sio2復(fù)合氣凝膠催化材料，可以保證產(chǎn)率與產(chǎn)品的純度，價(jià)廉易得，具有不燃性可以避免易燃、易爆，且無(wú)毒，且其臨界溫度與壓力均較低，對(duì)設(shè)備的要求不過(guò)于苛刻。

13、本發(fā)明提供的cuce/sio2復(fù)合氣凝膠催化材料具有較高的儲(chǔ)氧能力和鈰/銅離子耦合變價(jià)特性，能夠高效催化co和no轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害的co2和n2，在涉及儲(chǔ)/釋氧和氧化還原循環(huán)過(guò)程的催化領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

14、本發(fā)明還提供了該cuce/sio2復(fù)合氣凝膠催化材料的應(yīng)用，該催化材料適用于多種化學(xué)反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)證明，cuce/sio2復(fù)合氣凝膠催化材料具有較高的催化活性和穩(wěn)定性，在高溫、高壓等苛刻條件下仍能保持良好的催化效果。

技術(shù)特征：

1.一種cuce/sio2復(fù)合氣凝膠催化材料，其特征在于，以sio2氣凝膠為載體，所述載體上負(fù)載過(guò)渡金屬氧化物；所述過(guò)渡金屬氧化物為cu的氧化物和ce的氧化物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的cuce/sio2復(fù)合氣凝膠催化材料，其特征在于，所述ce的氧化物中ce元素和cu的氧化物中cu元素的摩爾比為10:(1-3)。

3.一種權(quán)利要求1或2所述的cuce/sio2復(fù)合氣凝膠催化材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的cuce/sio2復(fù)合氣凝膠催化材料的制備方法，其特征在于，所述鈰鹽為ce(no3)3·6h2o；所述銅鹽為cu(no3)2·3h2o。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的cuce/sio2復(fù)合氣凝膠催化材料的制備方法，其特征在于，所述微波水熱合成反應(yīng)中，微波水熱時(shí)間為15min，溫度為250℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的cuce/sio2復(fù)合氣凝膠催化材料的制備方法，其特征在于，所述微波水熱合成反應(yīng)結(jié)束后，還包括對(duì)所得產(chǎn)物進(jìn)行干燥的步驟；所述干燥的溫度為80℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的cuce/sio2復(fù)合氣凝膠催化材料的制備方法，其特征在于，所述焙燒的溫度為500℃-700℃，時(shí)間為4h。

8.一種權(quán)利要求1或2所述的cuce/sio2復(fù)合氣凝膠催化材料在催化含co和no煙氣中的應(yīng)用。

9.一種煙氣脫硝催化劑，其特征在于，原料包括權(quán)利要求1或2所述的cuce/sio2復(fù)合氣凝膠催化材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種CuCe/SiO<subgt;2</subgt;復(fù)合氣凝膠催化材料及其制備方法與應(yīng)用，屬于煙氣脫硝催化材料技術(shù)領(lǐng)域。所述CuCe/SiO<subgt;2</subgt;復(fù)合氣凝膠催化材料以SiO<subgt;2</subgt;氣凝膠為載體，所述載體上負(fù)載過(guò)渡金屬氧化物；所述過(guò)渡金屬氧化物為Cu的氧化物和Ce的氧化物。制備方法為將鈰鹽和銅鹽溶解在水中，之后加入SiO<subgt;2</subgt;氣凝膠，混合均勻后，將所得混合溶液進(jìn)行微波水熱合成反應(yīng)，得到前驅(qū)體材料；焙燒所述的前驅(qū)體材料，即得到所述的CuCe/SiO<subgt;2</subgt;復(fù)合氣凝膠催化材料。本發(fā)明提供的CuCe/SiO<subgt;2</subgt;復(fù)合氣凝膠催化材料，具有均勻的孔徑分布、高比表面積和大孔容，吸附能力強(qiáng)的特點(diǎn)，能高效催化NO和CO轉(zhuǎn)化為N<subgt;2</subgt;和CO<subgt;2</subgt;。

技術(shù)研發(fā)人員：龔志軍,張雨璇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6