氧化鉻蜂窩狀整體式催化劑及其製備方法和應用的製作方法

2023-10-21 17:21:52 2

氧化鉻蜂窩狀整體式催化劑及其製備方法和應用的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種蜂窩狀氧化鉻整體式催化劑及其製備方法和應用，採用沉澱法製備單純氧化鉻粉末催化劑，製備具有氧化鋁塗層的蜂窩狀整體式載體，球磨法製備氧化鉻蜂窩狀整體式催化劑。獲得的氧化鉻蜂窩狀整體式催化劑，將其應用於NO的常溫常壓催化氧化反應中，能夠在常溫常壓催化氧化NO為NO2，獲得極高的轉化率。本發明催化劑原料易得，工藝簡單，具有極好的應用前景。
【專利說明】氧化鉻蜂窩狀整體式催化劑及其製備方法和應用
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種氧化鉻蜂窩狀整體式催化劑及其製備方法和應用，主要針對環境中的NO催化氧化，適用於空氣汙染物的消除，在環境淨化領域具有應用前景。
【背景技術】
[0002]隨著我國城市化進程的快速發展，城市機動車保有量也在不斷攀升。隨之造成的環境汙染也日益嚴重，2009年全國機動車排放汙染物5143.3萬噸，其中一氧化碳4018.8萬噸，碳氫化合物482.2萬噸，氮氧化物583.3萬噸，顆粒物59.0萬噸。可見氮氧化物(NOx)就是其中主要汙染物之一。
[0003]在前期研發的基礎上，我們發現氧化鉻催化劑粉末具有優異的常溫催化氧化NO性能，有望實際應用，但在實際應用中需要做成蜂窩狀整體式催化劑，以提高其抗壓抗衝擊性能。目前常用的整體式催化劑製備方法是採用堇青石作為蜂窩載體，後塗覆助劑層，而後浸潰活性組分，這種方法可以保證活性金屬在表面分布，但是塗覆量較少。有報導採用球磨法製備助劑(CN101269326B)，在浸潰活性組分後用於苯加氫制環已烯，但直接球磨法塗覆活性組分及在NO催化氧化中應用尚無報導。

【發明內容】

[0004]為了克服現有技術的不足，本發明提供一種氧化鉻蜂窩狀整體式催化劑及其製備方法和應用。
[0005]一種氧化鉻蜂窩狀整體式催化劑的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟:
(1)採用沉澱法製備單純氧化鉻粉末催化劑，具體為:
稱取鉻前軀體10克溶解於100毫升去離子水中，同時加入沉澱劑，在室溫-80°C攪拌5小時，過濾，洗滌，80-120°C乾燥12小時，200-600°C煅燒2_6小時，獲得氧化鉻粉末催化劑；
(2)具有氧化鋁塗層的蜂窩狀整體式載體製備，具體為:
稱取gama-A1203 30克，擬薄水鋁石9克置於60克去離子水中，攪拌，加入硝酸調節PH=2-4，攪拌15-60分鐘後，將蜂窩陶瓷載體浸潰其中，後吹掃，置於80-120°C烘箱乾燥12小時，500°C焙燒4小時，獲得具有氧化鋁塗層的整體式載體；
(3)球磨法製備氧化鉻蜂窩狀整體式催化劑，具體為:
將氧化鉻和水按10-90%比例混合後置於瑪瑙球磨罐中，採用瑪瑙滾珠，尺寸為1-60毫米，進行球磨2-24小時後，將球磨好的漿料塗覆於具有氧化鋁塗層的蜂窩狀整體式載體上，80-120 V乾燥，獲得氧化鉻蜂窩狀整體式催化劑。
[0006]所述鉻前驅體為硝酸鉻、或氯化鉻。
[0007]所述沉澱劑為氨水，碳酸氫銨，碳酸銨中的一種或兩種。
[0008]一種由所述方法製備得到的氧化鉻蜂窩狀整體式催化劑。
[0009]所述氧化鉻蜂窩狀整體式催化劑在一氧化氮催化氧化反應中的應用。[0010]所述催化劑應用時的反應氣氛為柴油機輸出汙染源，NO濃度為5-10ppm，其餘為各種雜質如水，粉塵，CO和空氣等。
[0011]反應活性評價:將5*5*5cm催化劑置於反應平臺中，通入廢氣,進行活性測試,風速約為0.5m/s。
[0012]所述催化劑用於柴油機廢氣NO催化氧化反應，能在常溫吸附催化氧化NO。25 0C能使NO高效催化氧化，轉化率達到100%。
[0013]本發明催化劑具有反應活性高，可實現常溫催化氧化的特點，能夠極大的催化氧化NO，使之高效轉化，這實現了常溫催化氧化NO反應，對其進行常溫消除。本發明催化劑原料易得，工藝簡單，可實際應用。
【具體實施方式】
[0014]以下實例用於更詳細地說明本發明，但本發明並不限於此。
[0015]實施例1:1)採用沉澱法製備單純氧化鉻粉末催化劑，具體為:
沉澱法:稱取鉻前軀體IOg溶解於100 ml去離子水中，同時加入沉澱劑氨水，在室溫攪拌5h，過濾，洗滌，100°C乾燥12 h，300°C煅燒4 h，獲得氧化鉻粉末催化劑。
[0016]2)具有氧化鋁塗層的蜂窩狀整體式載體製備，具體為:
稱取gama-Al203 30g,擬薄水招石9g置於60g去離子水中，攪拌,加入硝酸調節PH=3,攪拌30min後，將蜂窩陶瓷載體浸潰其中，後吹掃，置於100°C烘箱乾燥12h，500°C焙燒4h，獲得具有氧化鋁塗層的整體式載體。
[0017]3)球磨法製備氧化鉻蜂窩狀整體式催化劑，具體為:
將氧化鉻和水按50%比例混合後置於瑪瑙球磨罐中，採用瑪瑙滾珠，尺寸為l-60mm，進行球磨12h後，將球磨好的漿料塗覆於具有氧化鋁塗層的蜂窩狀整體式載體上，100°C乾燥，獲得氧化鉻蜂窩狀整體式催化劑。
[0018]取5*5*5cm上訴所獲得的催化劑在常溫開始通入柴油機廢氣，進行活性測試，氣體組成為5-10 ppm NO波動，其餘為空氣等，風速採用0.5m/s。
[0019]實施例2:
與實施例1相比較，不同的是氧化鉻和水的比例為80%，其他物料用量和操作條件與實施例I相同。
[0020]實施例3:
與實施例1相比較，不同的是加入沉澱劑為碳酸氫銨，其他物料用量和操作條件與實施例I相同。
[0021]以上實施例1-3的結果示於表1，從表I中可以看到，球磨法製備的氧化鉻蜂窩整體式催化劑，在常溫常壓下實現了柴油機模擬廢氣中NO的淨化，淨化率達到100%，本發明催化劑實現了柴油機模擬廢氣中NO常溫常壓轉化，為以後實際應用提供了基礎。
[0022]表I
【權利要求】
1.一種氧化鉻蜂窩狀整體式催化劑的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟: (1)採用沉澱法製備單純氧化鉻粉末催化劑，具體為: 稱取鉻前軀體10克溶解於100毫升去離子水中，同時加入沉澱劑，在室溫-80°C攪拌5小時，過濾，洗滌，80-120°C乾燥12小時，200-600°C煅燒2_6小時，獲得氧化鉻粉末催化劑； (2)具有氧化鋁塗層的蜂窩狀整體式載體製備，具體為: 稱取gama-A1203 30克，擬薄水鋁石9克置於60克去離子水中，攪拌，加入硝酸調節PH=2-4，攪拌15-60分鐘後，將蜂窩陶瓷載體浸潰其中，後吹掃，置於80-120°C烘箱乾燥12小時，500°C焙燒4小時，獲得具有氧化鋁塗層的整體式載體； (3)球磨法製備氧化鉻蜂窩狀整體式催化劑，具體為: 將氧化鉻和水按10-90%比例混合後置於瑪瑙球磨罐中，採用瑪瑙滾珠，尺寸為1-60毫米，進行球磨2-24小時後，將球磨好的漿料塗覆於具有氧化鋁塗層的蜂窩狀整體式載體上，80-120 V乾燥，獲得氧化鉻蜂窩狀整體式催化劑。
2.根據權利要求1所述氧化鉻蜂窩狀整體式催化劑的製備方法，其特徵在於，所述鉻前驅體為硝酸鉻、或氯化鉻。
3.根據權利要求1所述氧化鉻蜂窩狀整體式催化劑的製備方法，其特徵在於，所述沉澱劑為氨水，碳酸氫銨，碳酸銨中的一種或兩種。
4.一種由權利要求1-3任意一項所述方法製備得到的氧化鉻蜂窩狀整體式催化劑。
5.由權利要求4所述氧化鉻蜂窩狀整體式催化劑在一氧化氮催化氧化反應中的應用。
【文檔編號】B01D53/56GK104014327SQ201410229424
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月28日 優先權日:2014年5月28日
【發明者】何丹農, 劉爽, 趙昆峰, 高振源, 董亞梅, 王婷 申請人:上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司