本发明专利技术公开了一种活性炭负载双金属复合材料及制备方法及应用方法，复合材料按质量组份包括：活性炭含量为50‑80％，铁含量为15‑30％，余量为第二金属；所述铁以及第二金属负载在活性炭上。活性炭负载双金属复合材料应用在还原Fe(II)EDTA‑NO过程中，可以快速将Fe(II)EDTA‑NO还原为Fe(II)EDTA和N2，还原效率高，还原为N2选择性高。
A Bimetallic Composite Material Supported on Activated Carbon and Its Preparation and Application
【技术实现步骤摘要】
一种活性炭负载双金属复合材料及制备方法及应用方法
本专利技术涉及还原剂
，尤其涉及一种活性炭负载双金属复合材料及制备方法及应用方法。
技术介绍
随着大气污染防治条例及各行业大气污染物排放标准的相继出台与实施，氮氧化物控制成为减排重点目标。选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)是主流的商用烟气脱硝技术，但存在投资与运行成本高，低温活性低，且存在逸氨风险，脱硝效率低等问题。而湿法络合吸收提供了低成本、高效率烟气脱硝的可能。常用的络合吸收剂为Fe(II)EDTA，可快速络合气相中NO生成亚硝酰化合物Fe(II)EDTA-NO，从而实现NO的脱除。由于不断络合NO，使得溶液中有效Fe(II)EDTA浓度急剧下降，脱硝效果也急剧下滑。因此，为保证脱硝过程的连续、高效、经济进行，现有技术中有采用活泼金属将Fe(II)EDTA-NO快速还原成Fe(II)EDTA的应用，例如：采用铁粉还原再生脱硝液，取得较好效果，但还原产物高NH4+选择性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种活性炭负载双金属复合材料及制备方法及应用方法，本方法制备的活性炭负载双金属复合材料应用在Fe(II)EDTA-NO还原过程中，还原速度快，还原产物为氮气，可直接排放，不产生二次污染。一种活性炭负载双金属复合材料，复合材料按质量组份包括：活性炭含量为50-80％，铁含量为15-30％，余量为第二金属；所述铁以及第二金属负载在活性炭上。优选地，所述第二金属为铜、镍、锌、钒、锰、钼、锡、钴以及钯中的一种。一种如权利要求1-2任一所述的活性炭负载双金属复合材料的应用方法，所述活性炭负载双金属复合材料作为还原剂还原Fe(II)EDTA-NO，应用方法包括：将活性炭负载双金属复合材料加入至pH为3-8待还原的Fe(II)EDTA-NO溶液中，活性炭负载双金属复合材料加入量为5-10g/L，反应温度为25-35℃，反应30-60min。优选地，方法为：以活性炭负载双金属复合材料作为还原剂，将活性炭负载双金属复合材料加入至pH为5-6待还原的Fe(II)EDTA-NO溶液中，活性炭负载双金属复合材料加入量为7-8g/L，反应温度为28-35℃，反应40-50min。一种活性炭负载双金属复合材料的制备方法，方法包括：S1.将铁盐加入至溶剂中，完全溶解后，加入活性炭，搅拌，得到负载有铁离子或亚铁离子的活性炭a；S2.将硼氢化钠溶液加入至活性炭a中，将铁离子或亚铁离子还原成零价纳米铁，得到活性炭负载纳米铁b；S3.将第二金属盐加入至溶剂中，完全溶解后，加入活性炭负载纳米铁b，搅拌，得到负载第二金属离子的活性炭负载纳米铁c；S4.将硼氢化钠溶液加入至负载第二金属离子的活性炭负载纳米铁c中，将第二金属离子还原成零价纳米金属，得到活性炭负载双金属复合材料。优选地，所述步骤S4后还包括：将活性炭负载铁基双金属复合材料用无水乙醇及蒸馏水清洗3-5次，置于50-100℃的真空干燥箱中，干燥6-12h。优选地，所述步骤S1具体为：将铁盐加入至PEG-400、无水乙醇以及稀盐酸混合溶剂中，pH值为2-4，完全溶解后，得到质量浓度为5-20g/L的铁盐；加入活性炭，活性炭与铁盐的质量比为1-5：1，搅拌反应8-12h，得到负载有铁离子或亚铁离子的活性炭a。优选地，所述步骤S2具体为：将硼氢化钠溶液加入至活性炭a中，加入的硼氢化钠与铁盐的摩尔比为1-5：1，在温度为25-35℃，氮气气氛下，还原1-2h，将铁离子或亚铁离子还原成零价纳米铁，得到活性炭负载纳米铁b。优选地，所述步骤S3具体为：将第二金属盐加入至PEG-400、无水乙醇及蒸馏水的混合溶剂中，pH值为5-7，完全溶解后，加入活性炭负载纳米铁b，铁盐与第二金属盐摩尔比为(1：4)-(4：1)；搅拌反应8-12h，得到负载第二金属离子的活性炭负载纳米铁c。优选地，所述步骤S4具体为：将硼氢化钠溶液加入至负载第二金属离子的活性炭负载纳米铁c中，加入的硼氢化钠与第二金属盐的摩尔比为1-5：1，在温度为25-35℃，氮气气氛下，还原1-2h，将第二金属离子还原成零价纳米金属，得到活性炭负载双金属复合材料。本专利技术提供了一种活性炭负载双金属复合材料及制备方法及应用方法，本制备方法简单，易实现，制备的活性炭负载双金属复合材料作为还原剂，应用在还原Fe(II)EDTA-NO过程中，可以快速将Fe(II)EDTA-NO还原为Fe(II)EDTA和N2，相较于活性炭负载纳米铁材料以及单质纳米铁还原Fe(II)EDTA-NO，本活性炭负载双金属复合材料还原效率高，还原为N2选择性高。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。还应当进一步理解，在本专利技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。一种活性炭负载双金属复合材料的制备方法，方法包括：将铁盐加入至PEG-400、无水乙醇以及稀盐酸混合溶剂中，pH值为2-4，完全溶解后，得到质量浓度为5-20g/L的铁盐；加入活性炭，活性炭与铁盐的质量比为1-5：1，搅拌反应8-12h，得到负载有铁离子或亚铁离子的活性炭a。将硼氢化钠溶液加入至活性炭a中，加入的硼氢化钠与铁盐的摩尔比为1-5：1，在温度为25-35℃，氮气气氛下，还原1-2h，将铁离子或亚铁离子还原成零价纳米铁，得到活性炭负载纳米铁b。将第二金属盐加入至PEG-400、无水乙醇及蒸馏水的混合溶剂中，pH值为5-7，完全溶解后，加入活性炭负载纳米铁b，铁盐与第二金属盐摩尔比为(1：4)-(4：1)；搅拌反应8-12h，得到负载第二金属离子的活性炭负载纳米铁c；其中，第二金属盐为铜盐、镍盐、锌盐、钒盐、锰盐、钼盐、锡盐、钴盐以及钯盐中的一种。将硼氢化钠溶液加入至负载第二金属离子的活性炭负载纳米铁c中，加入的硼氢化钠与第二金属盐的摩尔比为1-5：1，在温度为25-35℃，氮气气氛下，还原1-2h，将第二金属离子还原成零价纳米金属，得到活性炭负载双金属复合材料。将活性炭负载双金属复合材料用无水乙醇及蒸馏水清洗3-5次，置于50-100℃的真空干燥箱中，干燥6-12h。制备的活性炭负载双金属复合材料其含量组分一般为：活性炭质量含量为50-80％，铁质量含量为15-30％，其量为第二金属，第二金属为铜、镍、锌、钒、锰、钼、锡、钴以及钯中的一种。一种活性炭负载双金属复合材料的应用方法，方法包括：将活性炭负载双金属复合材料加入至pH为3-8的Fe(II)EDTA-NO溶液中，活性炭负载双金属复合材料加入量为5-10g/L，反应温度为25-35℃，反应30-60min。具体实施例1一种活性炭负载双金属复合材料的制备方法，方法包括：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种活性炭负载双金属复合材料，其特征在于，复合材料按质量组份包括：活性炭含量为50‑80％，铁含量为15‑30％，余量为第二金属；所述铁以及第二金属负载在活性炭上。
【技术特征摘要】
1.一种活性炭负载双金属复合材料，其特征在于，复合材料按质量组份包括：活性炭含量为50-80％，铁含量为15-30％，余量为第二金属；所述铁以及第二金属负载在活性炭上。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述第二金属为铜、镍、锌、钒、锰、钼、锡、钴以及钯中的一种。3.一种如权利要求1-2任一所述的活性炭负载双金属复合材料的应用方法，其特征在于，所述活性炭负载双金属复合材料作为还原剂还原Fe(II)EDTA-NO，应用方法包括：将活性炭负载双金属复合材料加入至pH为3-8待还原的Fe(II)EDTA-NO溶液中，活性炭负载双金属复合材料加入量为5-10g/L，反应温度为25-35℃，反应30-60min。4.根据权利要求3所述的应用方法，其特征在于，方法为：以活性炭负载双金属复合材料作为还原剂，将活性炭负载双金属复合材料加入至pH为5-6待还原的Fe(II)EDTA-NO溶液中，活性炭负载双金属复合材料加入量为7-8g/L，反应温度为28-35℃，反应40-50min。5.一种活性炭负载双金属复合材料的制备方法，其特征在于，方法包括：S1.将铁盐加入至溶剂中，完全溶解后，加入活性炭，搅拌，得到负载有铁离子或亚铁离子的活性炭a；S2.将硼氢化钠溶液加入至活性炭a中，将铁离子或亚铁离子还原成零价纳米铁，得到活性炭负载纳米铁b；S3.将第二金属盐加入至溶剂中，完全溶解后，加入活性炭负载纳米铁b，搅拌，得到负载第二金属离子的活性炭负载纳米铁c；S4.将硼氢化钠溶液加入至负载第二金属离子的活性炭负载纳米铁c中，将第二金属离子还原成零价纳米金属...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄妍，周婷，张俊丰，田凯勋，曹靖，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。