一种用于一氧化氮催化消除的轻质载体催化剂及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种用于一氧化氮催化消除的轻质载体催化剂及制备和应用，利用高分子粘结剂将活性氧化锰负载到轻质载体上，具有较高的活性，氟改性的苯丙乳液，由苯乙烯、聚丙烯酸甲酯、丙烯酸、非离子含氟乳化剂、保护胶、叔丁醇及异丙醇、去离子水组成；过硫酸钾为引发剂，制得氟改性的苯丙乳液；将活性氧化锰分散到水中，然后加入苯丙乳液，获得活性氧化锰浆料，将活性氧化锰浆料均匀涂覆于轻质载体上，放入40℃烘箱中烘干12h，获得轻质载体负载的催化剂。该方法制备的轻质载体负载的催化剂具有较高的NO常温催化氧化的能力，其初始转化率能达到90%，并且具有较长的寿命，适用于低浓度的NO常温催化氧化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及催化剂及制备和应用，尤其是涉及一种用于一氧化氮催化消除的轻质载体催化剂及制备和应用。
技术介绍
氮氧化物（NOx）是形成硝酸型酸雨和光化学烟雾、破坏臭氧层的主要大气污染物之一，具有很强的毒性。隧道，停车场等半封闭空间由于自然通风受到限制，机动车排放的尾气无法及时排出，氮氧化物（NOx）累积，空气污染严重。其中，一氧化氮（NO）占NOx总量的90%-95%，NO有效的脱除净化显得尤为重要。工程中常用的整体式催化剂载体为蜂窝状堇青石材料，然而其价格高质量大，不利于常温治理技术的推广。针对上述工程性难题，本专利提出了一种新型催化剂浆料的制备方法，该浆料适用于聚丙烯塑料、板纸等轻质载体，该方法制备的整体式催化剂具有重量轻，催化剂脱落少，有效降低了整体式催化剂的成本，有利于常温治理技术在半封闭空间的应用。专利CN102585109A、CN103923271A以及CN102702437A公开了一种制备苯丙乳液的方法。苯丙乳液乳液作为一种重要的高分子粘接剂，广泛用于阴极浆料等领域，然而普通苯丙乳液的耐水性和耐候性较差、涂层强度低、成膜温度高，通常使用的时候需要加入各种助剂。针对上述问题，本专利技术采用氟改性的苯丙乳液乳液，从而避免了在浆料的制备过程中加入助剂，工艺流程得到简化，有利于该方法的推广。该方法制备的轻质载体负载的催化剂具有较高的NO常温催化氧化的能力，其初始转化率能达到90%，并且具有较长的寿命，适用于低浓度的NO常温催化氧化。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于一氧化氮催化消除的轻质载体催化剂及制备和应用。一种用于一氧化氮催化消除的轻质载体催化剂的制备方法，其特征在于，利用高分子粘结剂将活性氧化锰负载到轻质载体上，具有较高的活性，包括以下步骤：（1）浆料的制备一种氟改性的苯丙乳液，由以下重量的成分组成：10%苯乙烯、12%聚丙烯酸甲酯、6%丙烯酸、0.6%非离子含氟乳化剂、0.4%保护胶即二氧化硅气凝胶、6%叔丁醇及异丙醇、65%去离子水；采用适量的过硫酸钾为引发剂，聚合反应温度控制在60-85℃保温2~5小时，用氨水调解分散液的pH值至中性，制得氟改性的苯丙乳液；（2）将2g活性氧化锰分散到8ml水中，然后加入1ml苯丙乳液，常温搅拌3h，获得活性氧化锰浆料，将活性氧化锰浆料均匀涂覆于轻质载体上，放入40℃烘箱中烘干12h，获得轻质载体负载的催化剂。一种用于一氧化氮催化消除的轻质载体催化剂，其特征在于，根据上述所述方法制备得到。一种一氧化氮催化消除的轻质载体催化剂在一氧化氮催化消除的应用。将14.2g四水合氯化锰加入240ml去离子水常温搅拌1h，获得溶液1；7.6g高锰酸钾加入240ml去离子水常温搅拌1h获得溶液2；将溶液1逐滴滴入溶液2中，常温搅拌4h；洗涤，过滤，将产物在50oC下烘干，获得活性氧化锰。将活性氧化锰分散到去离子水中，然后加入改性的高分子粘结剂，常温搅拌3h，获得活性氧化锰浆料。将活性氧化锰浆料均匀涂覆于轻质载体上，放入40oC烘箱中烘干12h，获得轻质载体负载的催化剂。本专利技术采用改性的苯丙乳液乳液，从而避免了在浆料的制备过程中加入助剂，工艺流程得到简化，有利于该方法的推广。该方法制备的轻质载体负载的催化剂具有较高的NO常温催化氧化的能力，其初始转化率能达到90%，并且具有较长的寿命，适用于低浓度的NO常温催化氧化。具体实施方式对本专利技术的轻质载体担载氧化锰基催化材料进行常温脱除低浓度NO的测试。测试方法可为：在反应器中通入含氧NO废气，所述的含氧NO废气中包括NO，N2和O2，以含氧NO废气中的O2为氧化剂，在室温（30℃±5℃）条件下将NO催化氧化脱除。其中，所述的含氧NO废气中O2含量为～21%，NO的含量为～10ppm，其余为N2。活性氧化锰基催化材料的用量为0.4g。实施例1将2g活性氧化锰分散到8ml水中，然后加入1ml苯丙乳液，常温搅拌3h，获得活性氧化锰浆料，将活性氧化锰浆料均匀涂覆于轻质载体上，放入40oC烘箱中烘干12h，获得轻质载体负载的催化剂，记为1号样品。在常温脱除低浓度NO的测试中，1号样品的初始转化率为90%，寿命（即活性降为50%）为7h。实施例2将2g活性氧化锰分散到6ml水中，然后加入2ml苯丙乳液，常温搅拌3h，获得活性氧化锰浆料，将活性氧化锰浆料均匀涂覆于轻质载体上，放入40oC烘箱中烘干12h，获得轻质载体负载的催化剂，记为2号样品。在常温脱除低浓度NO的测试中，2号样品的初始转化率为60%，寿命（即活性降为50%）为1h。实施例3将2g活性氧化锰分散到4ml水中，然后加入2ml乳液，常温搅拌3h，获得活性氧化锰浆料，将活性氧化锰浆料均匀涂覆于轻质载体上，放入40oC烘箱中烘干12h，获得轻质载体负载的催化剂，记为3号样品。在常温脱除低浓度NO的测试中，3号样品的初始转化率为30%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于一氧化氮催化消除的轻质载体催化剂的制备方法，其特征在于，利用高分子粘结剂将活性氧化锰负载到轻质载体上，具有较高的活性，包括以下步骤：（1）浆料的制备一种氟改性的苯丙乳液，由以下重量的成分组成：10%苯乙烯、12%聚丙烯酸甲酯、6%丙烯酸、0.6%非离子含氟乳化剂、0.4%保护胶即二氧化硅气凝胶、6%叔丁醇及异丙醇、65%去离子水；采用适量的过硫酸钾为引发剂，聚合反应温度控制在60‑85℃保温2~5 小时，用氨水调解分散液的pH 值至中性，制得氟改性的苯丙乳液；（2）将2g活性氧化锰分散到8ml水中，然后加入1ml苯丙乳液，常温搅拌3h，获得活性氧化锰浆料，将活性氧化锰浆料均匀涂覆于轻质载体上，放入40℃烘箱中烘干12h，获得轻质载体负载的催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种用于一氧化氮催化消除的轻质载体催化剂的制备方法，其特征在于，利用高分子粘结剂将活性氧化锰负载到轻质载体上，具有较高的活性，包括以下步骤：（1）浆料的制备一种氟改性的苯丙乳液，由以下重量的成分组成：10%苯乙烯、12%聚丙烯酸甲酯、6%丙烯酸、0.6%非离子含氟乳化剂、0.4%保护胶即二氧化硅气凝胶、6%叔丁醇及异丙醇、65%去离子水；采用适量的过硫酸钾为引发剂，聚合反应温度控制在60-85℃保温2~5小时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：何丹农，张涛，赵昆峰，高振源，杨玲，袁静，蔡婷，金彩虹，
申请(专利权)人：上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31