一種氧化鋅納米棒擔(dān)載氧化錳基催化劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氧化鋅納米棒擔(dān)載的氧化錳催化劑及制備，應(yīng)用于隧道、停車(chē)場(chǎng)、地下商場(chǎng)和城市公路隧道中常溫低濃度N0的脫除凈化，并且能夠長(zhǎng)時(shí)間保持高轉(zhuǎn)化率和高活性。
【背景技術(shù)】
[0002]氮氧化物(NOx)是形成硝酸型酸雨和光化學(xué)煙霧、破壞臭氧層的主要大氣污染物之一，具有很強(qiáng)的毒性。隧道，停車(chē)場(chǎng)等半封閉空間由于自然通風(fēng)受到限制，機(jī)動(dòng)車(chē)排放的尾氣無(wú)法及時(shí)排出，氮氧化物(NOx)累積，空氣污染嚴(yán)重。其中，一氧化氮(N0)占NOx總量的90%-95%，N0有效的脫除凈化顯得尤為重要。N0的治理技術(shù)包括催化還原法、催化分解法、等離子體法、液體吸收法、吸附法、微生物法等，其活性都相對(duì)較低。N0常溫催化氧化催化劑載體的選擇很重要，一方面能夠提高催化劑的原子利用率，另一方面能夠降低催化劑的成本；所以亟需尋找一種廉價(jià)、高效的載體來(lái)提高催化劑的活性。
[0003]氧化鋅納米棒各向異性，有利于負(fù)載的氧化錳暴露高活性晶面，提高了原子利用率，提高了其活性；另一方面利用氧化鋅納米棒作載體催化劑的成本能夠得到一定程度降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種氧化鋅納米棒擔(dān)載氧化錳基催化劑的制備方法。
[0005]—種氧化鋅納米棒擔(dān)載氧化猛基催化劑的制備方法，其特征在于，利用氧化鋅納米棒各向異性暴露氧化錳的不同晶面，其制備步驟包括:
(1)抽濾時(shí)用去離子水和95%乙醇清洗至濾液為無(wú)色，過(guò)濾出所得沉淀并烘干即制得氧化鋅納米棒；
(2 )將六水合硝酸鋅加入到甲醇水溶液中，常溫?cái)嚢杈鶆?，將氫氧化鉀甲醇溶液緩慢加入上述溶液形成反?yīng)液，然后將反應(yīng)液加熱到90攝氏度，保溫2小時(shí)，然后迅速冷凝到0攝氏度，最后將反應(yīng)液再次加熱到90攝氏度，保溫15小時(shí)；
(3)將氧化鋅納米棒浸漬于硝酸錳溶液中，持續(xù)攪拌4小時(shí)，放入110攝氏度烘箱烘干12小時(shí)，然后充分研磨；
(4)最后將上述粉末在300-400攝氏度下焙燒3小時(shí)，隨爐降溫后，即制得所述氧化鋅納米棒擔(dān)載氧化猛基催化劑。
[0006]步驟(1)中六水合硝酸鋅溶液的濃度為0.03mol/L，氫氧化鉀溶液的濃度為
0.04mol/L，六水合硝酸鋅與氫氧化鉀的摩爾比為1:1.6。
[0007]步驟(3)中硝酸錳溶液的濃度為1.4mol/L ;氧化鋅與硝酸錳的摩爾比為1:4.5。
[0008]本發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)氧化鋅納米棒擔(dān)載氧化錳基催化劑，其常溫催化氧化N0的壽命較高并且降低了催化劑的成本。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明實(shí)施中所制得的氧化鋅納米棒擔(dān)載氧化錳催化劑的XRD圖譜。
[0010]圖2為實(shí)施例一、實(shí)例二的氧化鋅納米棒擔(dān)載氧化錳低濃度N0常溫脫除性能測(cè)試結(jié)果的圖，測(cè)試條件為:反應(yīng)氣N0濃度?lOppm、02濃度21%、載氣N2，溫度?30°C，空速120000mL.h 1.g、
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下實(shí)例結(jié)合附圖用于更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于此。
[0012]對(duì)本發(fā)明的氧化鋅納米棒擔(dān)載氧化錳基催化材料進(jìn)行常溫脫除低濃度N0的測(cè)試。測(cè)試方法可為:在反應(yīng)器中通入含氧N0廢氣，所述的含氧N0廢氣中包括N0，隊(duì)和02，以含氧N0廢氣中的02為氧化劑，在室溫(30°C ±5°C)條件下將NO催化氧化脫除。其中，所述的含氧N0廢氣中02含量為?21%，N0的含量為?lOppm，其余為N2。高空速為120000mL.h 1.g ^氧化鋅納米棒負(fù)載氧化錳基催化材料的用量為0.25g。
[0013]實(shí)施例1:
將0.3g氧化鋅納米棒分散在1.4mol/L的硝酸錳溶液中，并超聲4小時(shí)，然后放入110攝氏度烘箱里12個(gè)小時(shí)，充分研磨后，在200攝氏度下焙燒3小時(shí)，隨爐降溫后，即制得所述氧化鋅納米棒擔(dān)載氧化猛基催化劑，記為:MZ200。
[0014]實(shí)施例2:
將0.3g氧化鋅納米棒分散在1.4mol/L的硝酸錳溶液中，并超聲4小時(shí)，然后放入110攝氏度烘箱里12個(gè)小時(shí)，充分研磨后，在300攝氏度下焙燒3小時(shí)，隨爐降溫后，即制得所述氧化鋅納米棒擔(dān)載氧化猛基催化劑，記為:MZ300。
[0015]實(shí)施例3:
將0.3g氧化鋅納米棒分散在1.4mol/L的硝酸錳溶液中，并超聲4小時(shí)，然后放入110攝氏度烘箱里12個(gè)小時(shí)，充分研磨后，在400攝氏度下焙燒3小時(shí)，隨爐降溫后，即制得所述氧化鋅納米棒擔(dān)載氧化猛基催化劑，記為:MZ400。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氧化鋅納米棒擔(dān)載氧化猛基催化劑的制備方法，其特征在于，利用氧化鋅納米棒各向異性暴露氧化錳的不同晶面，其制備步驟包括: (1)抽濾時(shí)用去離子水和95%乙醇清洗至濾液為無(wú)色，過(guò)濾出所得沉淀并烘干即制得氧化鋅納米棒； (2 )將六水合硝酸鋅加入到甲醇水溶液中，常溫?cái)嚢杈鶆颍瑢溲趸浖状既芤壕徛尤肷鲜鋈芤盒纬煞磻?yīng)液，然后將反應(yīng)液加熱到90攝氏度，保溫2小時(shí)，然后迅速冷凝到0攝氏度，最后將反應(yīng)液再次加熱到90攝氏度，保溫15小時(shí)； (3)將氧化鋅納米棒浸漬于硝酸錳溶液中，持續(xù)攪拌4小時(shí)，放入110攝氏度烘箱烘干12小時(shí)，然后充分研磨； (4)最后將上述粉末在300-400攝氏度下焙燒3小時(shí)，隨爐降溫后，即制得所述氧化鋅納米棒擔(dān)載氧化猛基催化劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種氧化鋅納米棒擔(dān)載氧化錳基催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中六水合硝酸鋅溶液的濃度為0.03mol/L，氫氧化鉀溶液的濃度為0.04mol/L，六水合硝酸鋅與氫氧化鉀的摩爾比為1:1.6。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種氧化鋅納米棒擔(dān)載氧化猛基催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(3)中硝酸錳溶液的濃度為1.4mol/L ;氧化鋅與硝酸錳的摩爾比為1:4.5。
【專利摘要】本發(fā)明涉及氧化鋅納米棒擔(dān)載氧化錳催化劑及制備方法。該催化劑采用浸漬法將活性組分氧化錳負(fù)載到氧化鋅納米棒上，活性組分錳基氧化物與載體有著較強(qiáng)的相互作用，暴露出較多的活性位，提高常溫常壓下NO催化氧化活性。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，成本低廉可以應(yīng)用于停車(chē)場(chǎng)、地下商場(chǎng)和城市公路隧道中NO污染物的高效凈化處理，具有重要的社會(huì)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【IPC分類(lèi)】B01J23/34
【公開(kāi)號(hào)】CN105289582
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510721503
【發(fā)明人】何丹農(nóng), 張濤, 高振源, 趙昆峰, 楊玲, 袁靜, 蔡婷
【申請(qǐng)人】上海納米技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程研究中心有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年10月30日