一种氮氧化物被动吸附催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种氮氧化物被动吸附催化剂及其制备方法和应用，所述氮氧化物被动吸附催化剂包括铈和锡的原子摩尔比为(0.5～5):1的铈锡基复合氧化物，具有良好的吸附脱附性能和水热稳定性，以及适宜的脱附温度，可以被动吸附低温废气中氮氧化物；所述氮氧化物被动吸附催化剂的制备方法操作简单，原料成本低，适合大规模推广应用。大规模推广应用。大规模推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种氮氧化物被动吸附催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及催化剂
，尤其涉及一种氮氧化物被动吸附催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]氮氧化物作为大气主要污染物之一，将引起光化学烟雾、酸雨、臭氧层空洞等影响环境问题。氮氧化物主要有两种来源：固定源和移动源，固定源氮氧化物主要来源于燃煤工厂的烟气，移动源氮氧化物主要是来源于机动车的尾气，其中柴油车释放的氮氧化物总量占机动车释放氮氧化物总量的89％。目前，控制氮氧化物的排放中应用最为广泛的是NH3‑
SCR技术。但SCR催化剂的工作温度窗口是200～500℃，在低温时，SCR催化剂对氮氧化物的转化率极低，因此，可以在低温将氮氧化物吸附起来，在SCR催化剂的工作的温度窗口将氮氧化物脱附出来，经SCR催化剂去除，被动氮氧化物吸附剂就能起到这个作用。
[0003]CN112871131A公开了一种非贵金属基分子筛的制备方法，包括以下步骤：(1)将钠型分子筛加入到铵盐溶液中进行铵交换，得到铵型分子筛；(2)将铵型分子筛浸渍入非贵金属盐溶液中，非贵金属盐离子进入铵型分子筛的孔道内，干燥后获得负载非贵金属盐离子的铵型分子筛；(3)将负载非贵金属盐离子的铵型分子筛煅烧，获得非贵金属基分子筛。所制备的非贵金属基分子筛其吸附容量远高于贵金属吸附剂，能够满足被动式氮氧化物吸附领域。但所述非贵金属基分子筛的水热稳定性较差。
[0004]CN110740810A公开了钯/铂/沸石基催化剂作为用于净化废气的被动氮氧化物吸附剂的用途，所述催化剂包含长度为L的载体基材和包含沸石、钯和铂的涂层A，其中钯基于沸石、铂和钯的重量的和计以0.01重量％至10重量％的量存在并按钯金属计算，并且铂基于钯的重量计以0.1重量％至10重量％的量存在并按铂金属计算，其中所述第二温度范围处于比所述第一温度范围更高的温度；所述催化剂结合SCR催化剂在废气系统中应用。但所述催化剂需要负载贵金属钯和铂，制备成本较高，不适合大规模应用。
[0005]CN105983294A公开了一种脱除烟气中硫氧化物和氮氧化物的方法，包括将吸附剂引入烟气吸附器中，在温度为150℃～800℃的条件下与烟气接触，吸附或分解脱除烟气中的硫氧化物、氮氧化物得到净化后的烟气；将吸附了硫氧化物和/或氮氧化物的待生吸附剂引入吸附剂再生器中，在吸附剂再生器中通入还原性气体，待生吸附剂在400
‑
700℃的条件下脱附再生，吸附在吸附剂上的硫氧化物和/或氮氧化物经脱附还原后分别转化为硫化氢和氮气；脱附再生后的吸附剂返回烟气吸附器中循环使用；所述的吸附剂含有分子筛和尖晶石结构化合物。但所述方法用到的吸附剂的脱附温度较高。
[0006]因此，开发一种制备成本低、具有良好的吸附脱附性能和水热稳定性，以及适宜的脱附温度的氮氧化物被动吸附催化剂具有重要意义。

技术实现思路

[0007]鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种氮氧化物被动吸附催化剂及其制备
方法和应用，所述氮氧化物被动吸附催化剂中包含特定原子比例的铈锡基复合氧化物，具有良好的吸附脱附性能和水热稳定性，以及适宜的脱附温度；所述氮氧化物被动吸附催化剂的制备方法操作简单，原料成本低，易于大规模推广应用。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种氮氧化物被动吸附催化剂，所述氮氧化物被动吸附催化剂包括铈和锡的原子摩尔比为(0.5～5):1的铈锡基复合氧化物。
[0010]本专利技术所述的氮氧化物被动吸附催化剂中包括铈锡基复合氧化物，相较于铈氧化物或锡氧化物而言，铈锡基复合氧化物为固溶胶，其中铈氧化物为主要的氮氧化物吸附位点，锡氧化物对其稳定性起了主要作用，并且，合成铈锡基复合氧化物暴露了更多的铈氧化物表面的氮氧化物的吸附位点，使氮氧化物被动吸附催化剂具有良好的吸附脱附性能及水热稳定性，而且氮氧化物脱附温度较适中，适用于废气中氮氧化物的被动吸附。所述铈锡基复合氧化物中铈和锡的原子摩尔比为(0.5～5):1，使得暴露的铈氧化物上面的氮氧化物的吸附位点较多，并且锡氧化物又能增加铈锡基复合氧化物的稳定性，使得所述氮氧化物被动吸附催化剂在较低温度下仍然具有很高的氮氧化物吸附量及良好的水热稳定性。
[0011]本专利技术所述氮氧化物被动吸附催化剂包括铈和锡的原子摩尔比为(0.5～5):1的铈锡基复合氧化物，例如可以是0.5:1、0.8:1、1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1或5:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0012]优选地，所述铈锡基复合氧化物中铈和锡的原子摩尔比为(0.5～1.5):1，例如可以是0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1、1:1、1.2:1、1.4:1或1.5:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0013]第二方面，本专利技术还提供一种如第一方面所述的氮氧化物被动吸附催化剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0014](1)铈化合物与锡化合物溶解于水中进行共沉淀反应，得到铈锡基复合氧化物；
[0015](2)所述铈锡基复合氧化物依次经干燥和焙烧处理，得到所述氮氧化物被动吸附催化剂。
[0016]本专利技术所述的制备方法操作简单，通过共沉淀反应、干燥和焙烧处理即可得到具有良好的吸附脱附性能和水热稳定性，以及适宜的脱附温度的氮氧化物被动吸附催化剂。
[0017]优选地，步骤(1)所述铈化合物包括硫酸铈、氯化铈、无水硝酸铈、碳酸铈、醋酸铈或六水合硝酸铈中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括硫酸铈和氯化铈的组合，无水硝酸铈和碳酸铈的组合，醋酸铈和六水合硝酸铈的组合，硫酸铈和无水硝酸铈的组合，碳酸铈和醋酸铈的组合或六水合硝酸铈硫酸铈和氯化铈的组合。
[0018]优选地，所述锡化合物包括锡酸钠、二氧化锡、氯化亚锡或四氯化锡五水合物中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括锡酸钠和二氧化锡的组合，四氯化锡五水合物和锡酸钠的组合或二氧化锡和氯化亚锡的组合。
[0019]优选地，所述铈化合物、锡化合物与水的摩尔比为(0.5～5):1:241，例如可以是0.5:1:241、0.7:1:241、1:1:241、1.5:1:241、2:1:241、2.5:1:241、3:1:241或5:1:241等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0020]优选地，所述共沉淀反应中用到的共沉淀剂包括氨水、双氧水或尿素中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括氨水和双氧水的组合，尿素和氨水
的组合或氨水、双氧水和尿素三者的组合。
[0021]优选地，步骤(1)所述共沉淀反应的温度为20～30℃，例如可以是20℃、22℃、25℃、27℃、28℃或30℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮氧化物被动吸附催化剂，其特征在于，所述氮氧化物被动吸附催化剂包括铈和锡的原子摩尔比为(0.5～5):1的铈锡基复合氧化物。2.根据权利要求1所述的氮氧化物被动吸附催化剂，其特征在于，所述铈锡基复合氧化物中铈和锡的原子摩尔比为(0.5～1.5):1。3.一种如权利要求1或2所述的氮氧化物被动吸附催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)铈化合物与锡化合物溶解于水中进行共沉淀反应，得到铈锡基复合氧化物；(2)所述铈锡基复合氧化物依次经干燥和焙烧处理，得到所述氮氧化物被动吸附催化剂。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述铈化合物包括硫酸铈、氯化铈、无水硝酸铈、碳酸铈、醋酸铈或六水合硝酸铈中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述锡化合物包括锡酸钠、二氧化锡、氯化亚锡或四氯化锡五水合物中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述铈化合物、锡化合物与水的摩尔比为(0.5～1.5):1:241。5.根据权利要求3或4所述的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺泓，单玉龙，黄莎莎，石晓燕，刘晶晶，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：