一种滤布负载型复合催化材料的制备方法属于纳米催化材料领域。其步骤如下：(1)滤布的预处理；(2)负载活性组分：称取物质的量的比为1:0.05～0.2的锰盐和铈盐，磁力搅拌下溶解到去离子水中，得到浸渍液，将滤布置于浸渍液中浸渍4～8h；(3)将步骤(2)得到的滤布置于干燥箱中，于60～90℃下干燥8～12h；将干燥后的样品450～600℃下焙烧2～5h。本发明专利技术制备了可同时具有脱硝-除尘功能的复合材料，具有比表面积大、酸性位分布丰富的特点，其低温脱硝性能优异。当用于水泥窑炉尾气除粉尘的同时，其表面负载的SCR催化剂还能对尾气中的氮氧化物进行脱硝催化，实现了除尘和低温脱硝的一体化，简化了工艺流程，节省尾气处理的综合成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有SCR催化功能的滤布材料的制备方法，具体是一种采用滤布负载SCR催化剂制成的、同时具有除尘和SCR催化脱硝功能的复合催化材料，属于纳米催化材料领域。
技术介绍
工业窑炉尾气中的主要污染物包括粉尘和氮氧化物(NOx)，这两种污染物对人类和生态环境都具有严重危害。水泥窑尾气中的粉尘主要为碱性的钙、硅、铝和铁的矿物，对皮肤有腐蚀性，吸入对肺有危害，长期暴露于粉尘环境或吸入粉尘，可导致尘肺病甚至肺癌；氮氧化物(NOx)包括N20、NO、N02、NA、N2O4和N2O5等，主要源于高温燃料中的氮和原料中的含氮化合物，其排放会造成酸雨、温室效应和臭氧层破坏等问题，而且对人的呼吸系统有严重损害。目前，我国新型干法水泥窑多采用布袋除尘器来收集水泥窑粉尘。布袋式除尘器是一种干式滤尘装置。它适用于捕集细小、干燥、非纤维性粉尘。滤袋多采用纺织的滤布制成，利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤。当含尘气体进入袋式除尘器后，颗粒大、比重大的粉尘，由于重力的作用沉降下来，落入灰斗，含有较细小粉尘的气体在通过滤料时，粉尘被阻留，使气体得到净化。水泥窑尾气中的氮氧化物可通过选择性催化还原(SCR)技术完全去除。选择性催化还原(SCR)技术是在NH#PSCR催化剂的作用下，将NO和NO2转化成N 2，该技术具有高的NCV削减率(85?95)，是水泥窑脱除NO x§有效的技术。SCR催化剂是SCR技术的核心，主要由载体和活性组分两部分组成。目前SCR催化剂多以打02为载体，专利CN102921403A报导了一种V 205_W03/Ti02催化剂的制备方法，在该催化剂中，活性组分V2O5与WO 3相互协同使得该催化剂具有高的脱硝效率。Li等人将T1 2载体在醋酸锰溶液中浸渍制备出Mn0x/Ti02催化剂，研宄表明，MnO/1102催化剂在150°C时，NO转化率可就达到 100 (Catalysis communicat1ns，2007，8:1896 ?1900)。A.D.Pena 分别将V、Cr、Mn、Fe、Co、N1、Cu等元素的氧化物负载在锐钛矿T12上以考察还原NO x的活性与选择性，研宄发现Mn0x/Ti0d^ SCR脱硝活性最高，负载在T1 2上的过渡金属催化活性依次为Mn>Cu>Cr>Co>Fe>V>Ni(Journal of Catalysis，2004，221:421 ?431)。目前，水泥窑尾气中粉尘和氮氧化物的处理通常独立进行，即先通过布袋除尘器除去粉尘颗粒、再经过SCR反应器以实现氮氧化物的脱除，这使得水泥窑尾气处理流程复杂，成本较高。如何在除尘的同时实现氮氧化物的脱除以简化尾气处理流程、减低成本仍是水泥窑炉尾气处理的一个挑战。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种集除尘和SCR脱硝催化功能于一体的负载型复合催化材料，可用于高效处理工业及水泥窑炉尾气。本专利技术是这样实现的，一种同时具有除尘和SCR催化脱硝功能的负载型复合催化材料的制备方法，包括以下主要步骤:(I)滤布的预处理；(2)负载活性组分；(3)后处理。一种滤布负载型复合催化材料的制备方法，通过以下具体方案实现:(I)滤布的预处理。将滤布放入质量分数为98的浓硫酸与质量分数为30的过氧化氢混合溶液中(浓硫酸与过氧化氢溶液的体积比为3:1)浸泡10?60min，用去离子水清洗3?5次；将清洗后的滤布放入浓度为0.5?1.5mol/L的盐酸中浸泡10?60min，用去离子水清洗3?5次。称取一定量的氟钛酸铵和硼酸，其中氟钛酸铵与硼酸的物质的量比为1:2?3，磁力搅拌下溶解到去离子水中，在得到的溶液中，氟钛酸钱的浓度为0.05?0.5mol/L，硼酸的浓度为0.1?1.5mol/L ;将溶液置于60?90°C水浴中，用氨水调节溶液的pH为5.0?6.0 ;将表面处理后的滤布置于上述溶液中反应30?90min ;最后将表面沉积1102的滤布在60?120°C下干燥8?12h。(2)负载活性组分。称取物质的量的比为1:0.05?0.2的锰盐和铈盐，磁力搅拌下溶解到去离子水中，得到浸渍液，其中锰盐的浓度为0.1?0.5mol/L，铈盐的浓度为0.005?0.lmol/L ;将步骤(I)得到的滤布置于浸渍液中浸渍4?8h。(3)后处理。将步骤⑵得到的滤布置于干燥箱中，于60?90°C下干燥8?12h ;将干燥后的样品置于马弗炉中，于450?600°C下焙烧2?5h。进一步地，所述的滤布包括石棉纤维滤布和玻璃纤维滤布的任一种，所述锰盐为硝酸锰、硫酸锰、氯化锰中的任一种，所述的铈盐为氯化亚铈、硝酸铈、硝酸铈铵或硫酸铈中的任一种。本专利技术的有益效果是，采用液相沉积-浸渍方法制备了可同时具有脱硝-除尘功能的复合材料，具有比表面积大、酸性位分布丰富的特点，其低温脱硝性能优异。当用于水泥窑炉尾气除粉尘的同时，其表面负载的SCR催化剂还能对尾气中的氮氧化物进行脱硝催化，实现了除尘和低温脱硝的一体化，简化了水泥窑炉尾气处理的工艺流程，节省尾气处理的综合成本。脱硝性能测试条件为:1000ppm NOUOOOppm NH3、502，N2为载气，粉尘添加量为1.5g/cm2，气体流速为 2000mL/min，空速为 270001Γ1。【附图说明】图1为SCR催化剂/纤维布的扫描电镜(SEM)照片((a) X 1000，(b) X 5000)；图2为纤维布以及SCR催化剂/玻璃纤维布的X射线衍射(XRD)图；图3为SCR催化剂/纤维布的脱硝率图。【具体实施方式】本专利技术的实施方式可通过以下实施例来说明，但不限于以下实施例。实施例一一种玻璃纤维滤布负载SCR催化剂复合材料的制备，包括以下步骤:(1)将玻璃纤维滤布样品块(2cmX2cm)放入质量分数为98的浓硫酸与质量分数为30的过氧化氢混合溶液中(浓硫酸与过氧化氢溶液的体积比为3:1)浸泡20min，然后用去离子水清洗3次；将清洗后的玻璃纤维滤布样品块放入浓度为0.5mol/L的盐酸中浸泡40min进行刻蚀，然后再用去离子水清洗5次。称取3.96g氟钛酸铵和2.48g硼酸，磁力搅拌下溶解到200mL去离子水中，置于60°C水浴中，用氨水调节溶液的pH为5.0;将表面处理后的玻璃纤维滤布置于上述溶液中反应40min ;最后将表面沉积T12后的玻璃纤维滤布放入干燥箱，80°C下干燥 1ho(2)称取7.35g乙酸锰和2.28g硝酸铈，磁力搅拌下溶解到150mL去离子水中，得到浸渍液，将上一步得到的滤布置于浸渍液中浸渍4h。(3)将上一步得到的样品置于干燥箱中于60°C下干燥12h ;将干燥后的样品置于马弗炉中于450°C下焙烧5h。在100ppm NO、100ppm NH3、502，N2为载气，粉尘添加量 1.5g/cm2，气体流速为2000mL/min,空速为270001^催化反应条件下，脱硝率最高为92。实施例二一种玻璃纤维滤布负载SCR催化剂复合材料的制备，包括以下步骤:(1)将玻璃纤维滤布样品块(2cmX2cm)放入质量分数为98的浓硫酸与质量分数为30的过氧化氢混合溶液(浓硫酸与过氧化氢溶液的体积比为3:1)中浸泡30min，然后用去离子水清洗4次；将清本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种滤布负载型复合催化材料的制备方法，其特征在于步骤如下：(1)滤布的预处理；将滤布放入质量分数为98％的浓硫酸与质量分数为30％的过氧化氢混合溶液中浸泡10～60min，其中浓硫酸与过氧化氢溶液的体积比为3:1，用去离子水清洗3～5次；将清洗后的滤布放入浓度为0.5～1.5mol/L的盐酸中浸泡10～60min，用去离子水清洗3～5次；称取一定量的氟钛酸铵和硼酸，其中氟钛酸铵与硼酸的物质的量比为1:2～3，磁力搅拌下溶解到去离子水中，在得到的溶液中，氟钛酸铵的浓度为0.05～0.5mol/L，硼酸的浓度为0.1～1.5mol/L；将溶液置于60～90℃水浴中，用氨水调节溶液的pH为5.0～6.0；将表面处理后的滤布置于上述溶液中反应30～90min；最后将表面沉积TiO2的滤布在60～120℃下干燥8～12h；(2)负载活性组分称取物质的量的比为1:0.05～0.2的锰盐和铈盐，磁力搅拌下溶解到去离子水中，得到浸渍液，其中锰盐的浓度为0.1～0.5mol/L，铈盐的浓度为0.005～0.1mol/L；将步骤(1)得到的滤布置于浸渍液中浸渍4～8h；(3)后处理将步骤(2)得到的滤布置于干燥箱中，于60～90℃下干燥8～12h；将干燥后的样品置于马弗炉中，于450～600℃下焙烧2～5h。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭红霞，吴晨光，崔素萍，马晓宇，张良静，王斌，田国兰，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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