低浓度氮氧化物吸附剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种低浓度氮氧化物吸附剂及其制备方法，属于环境保护领域。本发明专利技术以块体蜂窝碳或蜂窝陶瓷为载体材料，以Ａｌ２Ｏ３、（Ｚｒ、Ｃｅ）Ｏ２固溶体和／或ＴｉＯ２中的一种或几种为载体表面过渡层，以金属氧化物氧化铈、氧化钌、氧化锰／氧化铜中的一种或几种和氧化钙／氧化钡中的一种或几种的组合为吸附活性材料。本发明专利技术可有效地吸附含有大量水分的数ｐｐｍ级低浓度的ＮＯｘ（ＮＯ、ＮＯ２等）气体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供了一种低浓度氮氧化物吸附剂及其相应的制备方法，该
技术实现思路
属于环境保护领域。
技术介绍
N0X是氮氧化物的总称，其中NO与血液中的血红素的结合能力比CO还强，容易使 人们中毒而死亡，N02是一种褐色有毒气体有特殊剌激臭味，损害人的眼睛和肺部，它是产 生酸雨和引起气候变化、产生烟雾的主要原因，成为汽车尾气的排放公害。虽然是低浓度 (10—5 10—6)的氮氧化物，但在空气中长期累积，也将对人类的健康产生很大的危害。例 如，汽车隧道是方便人类通行的一种建筑设施，也是缓解交通运输的一种重要策略，然而隧 道是一个管道式的空间，只有进出口与大气相通隧道内汽车排出的污染物很难扩散。当汽 车排放的尾气，在隧道内达到一定浓度时，就会使人们产生头晕，失明，中毒甚至窒息死亡， 严重危害人类的健康。消除这些低浓度Ppm级的NO,已成为国家乃至全世界关注的焦点。 其中有报道使用硅酸铝、沸石等Al-Si系复合氧化物作为载体的吸附剂，被认为 是具有耐热性的吸附剂，但是它们的耐酸性差，由于反复进行NO,的吸附、解吸而使吸附性 能降低。此外，耐酸性高的高硅沸石，载体细孔径非常小，在5以下，在含浸载带金属氧化物 时，小孔被堵塞，存在不能获得充分的NO,吸附性能的问题。另外，日本有报道将非晶质1102 作为载体来吸附金属氧化物活性中心制备吸附剂。该吸附剂虽然具有相对较好的N0X吸附 性能，但它是以散状的粉末进行吸附N0X的，散状粉末吸附剂不仅装卸和搬运不方便，而且 使用起来成本相对较高，从而限制了该类吸附剂在低浓度N0X蓄积的大范围内的使用。 本专利技术的低浓度氮氧化物吸附剂，是以适宜搬运和堆积的块体蜂窝碳或蜂窝陶瓷 为载体，以高比表面积的铈锆固溶体或其他氧化物为过渡层，负载活性吸附成分而制得，可 有效吸附去除空气中含有水分和数ppm的低浓度氮氧化物(N0X)的气体、道路隧道换气等 气体中的氮氧化物。目前国内外在这方面，特别是将蜂窝碳、蜂窝陶瓷制成整体式吸附剂材 料进行低浓度氮氧化物(N0X)吸附方面的研究，还未见此类报道。。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低浓度氮氧化物吸附剂，其特征在于 1)吸附剂的载体材料为蜂窝碳或蜂窝陶瓷，该蜂窝碳或蜂窝陶瓷具有连通内孔， 50 200目，内孔孔径为0.5 2mm。其照片如图l所示。其中，吸附剂载体优选尺寸为 5 X 5 X 5cm或10 X 10 X 10cm。 2)吸附剂载体内孔壁上包覆有过渡层材料和金属氧化物活性材料，二者可以先后 依次地负载到吸附剂载体上，也可以相互混合后一起负载到载体上。 所述的过渡层材料为氧化铝、介孔铈锆固溶体和/或二氧化钛。所述的氧化铝比 表面积为250 300m7g ;介孔铈锆固溶体比表面积为220 300m7g，孔径为5 9nm，铈 锆比为1 : (1 5) ;二氧化钛的比表面积为80 150m7g。其中氧化铝、介孔铈锆固溶体和/或二氧化钛的配比为i : (i 7) : (0 2)，优选氧化铝和介孔铈锆固溶体的比例为 i : (4 6)。 所述的金属氧化物活性材料为氧化铈、氧化钌、氧化锰、氧化铜、氧化钙、氧化钡中的一种或几种的组合。当选用其中的六种组分时，其配比为氧化铈氧化钌氧化锰氧 化铜氧化f丐氧化钡=(i 7) : (i 3) : i : i : (i 5) : (i 5);当选用其 中的五种组合时，其配比为氧化铈氧化钌氧化锰氧化铜氧化1丐/氧化钡=(i 7) : (i 3) :i:i: (i 5);当选用其中的四种组合时，其配比为氧化铈氧化钌 氧化锰/氧化铜氧化1丐/氧化钡=(i 7) : (i 3) : i : a 5);当选用其中的 三种时，其配比为氧化铈氧化钌氧化锰/氧化铜=(i 7) : (i 3) : i。 所述的金属氧化物活性材料中优选氧化铈、氧化钌、氧化锰/氧化铜中的一种或 两种和氧化钙/氧化钡中的一种或两种。当选用其中的六种组分时，其配比为氧化铈氧 化钌氧化锰氧化铜氧化钙氧化钡=(2 5) : (1 2) : i : i : (1 2) : (l 2);当选用其中的四种组合时，其配比为氧化铈氧化钌氧化锰/氧化铜中氧化f丐/ 氧化钡=(2 5) : (i 2) : i : (1 2)。 3)所述吸附剂载体的形状可以为任意连通内孔的立方体、六面体和圆柱体。本专利技术的另一个目的是提供一种上述吸附剂的制备方法。包括以下步骤 1)选用蜂窝碳或蜂窝陶瓷为吸附剂载体材料，该蜂窝碳或蜂窝陶瓷具有连通内 孔，50 200目，内孔孔径为0. 5 2mm。其照片如图1所示。其中，吸附剂载体优选尺寸 为5 X 5 X 5cm或10 X 10 X 10cm。 2)选用介孔铈锆固溶体、氧化铝和/或二氧化钛中的一种或几种作为过渡层材 料。所述的氧化铝比表面积为250 300m7g ;介孔铈锆固溶体比表面积为220 300m7g， 孔径为5 9nm，铈锆比为1 : 3 ;二氧化钛的比表面积为80 150m7g。其中氧化铝、介孔 铈锆固溶体和/或二氧化钛的配比为1 : (1 7) : (0 2)，优选氧化铝和介孔铈锆固溶体的比例为i : (4 6)。 3)选用氧化铈、氧化钌、氧化锰、氧化铜、氧化H氧化钡中的一种或几种的组合为金属氧化物活性吸附成分材料。当选用其中的六种组分时，其配比为氧化铈氧化钌氧 化锰氧化铜氧化钙氧化钡=(i 7) : (i 3) : i : i : (i 5) : (i 5); 当选用其中的五种组合时，其配比为氧化铈氧化钌氧化锰氧化铜氧化钙/氧化钡 =(i 7) : (i 3) : i : i : (i 5);当选用其中的四种组合时，其配比为氧化铈 氧化钌氧化锰/氧化铜氧化1丐/氧化钡=(i 7) : (i 3) : i : d 5);当选 用其中的三种时，其配比为氧化铈氧化钌氧化锰/氧化铜=(i 7) : (1 3) : i。 所述的金属氧化物活性材料中优选氧化铈、氧化钌、氧化锰/氧化铜中的一种 或两种和氧化钙/氧化钡中的的一种或两种。当选用其中的六种组分时，其配比为氧化 铈氧化钌氧化锰氧化铜氧化钙氧化钡=(2 5) : (i 2) : i : i : (i 2) : (i 2);当选用其中的四种组合时，其配比为氧化铈氧化钌氧化锰/氧化铜中 氧化f丐/氧化钡=(2 5) : (i 2) : i : (i 2)。 金属氧化物以其相对应的硝酸盐、乙酸盐和氯化物经过热处理分解而制备得到。包括硝酸铈、硝酸铜、硝酸锰、硝酸钙、乙酸钡、氯化钌，由上海国药试剂厂购买。 当选用其中的六种组合时，其相对应的盐的配比为硝酸铈氯化钌硝酸锰硝酸铜硝酸钙乙酸钡=(5 20) : (o.2 3) : (o.5 5) : (o.5 5) : (i io) : (i io);当选用其中的五种组合时，其相对应的盐的配比为硝酸铈氯化钌硝酸 锰硝酸铜硝酸钙/乙酸钡=(5 20) : (o. 2 3) : (o. 5 5) : (o. 5 5) : (i io);当选用其中的四种组合时，其相对应的盐的配比为硝酸铈氯化钌硝酸锰/硝酸 铜硝酸钙/乙酸钡=(5 20) : (o.2 3) : (o.5 5) : (i io);当选用其中的 三种时本文档来自技高网...

【技术保护点】
低浓度氮氧化物吸附剂，其特征在于，吸附剂的载体材料为蜂窝碳或蜂窝陶瓷，该蜂窝碳或蜂窝陶瓷具有连通内孔，５０～２００目，内孔孔径为０．５～２ｍｍ；吸附剂载体内孔壁上包覆有过渡层材料和金属氧化物材料；所述的过渡层材料为氧化铝、介孔铈锆固溶体和／或二氧化钛。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔香枝，陈航榕，施剑林，叶争青，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]