一种用于甲烷选择性还原氮氧化物的含铱双金属催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于甲烷选择性还原氮氧化物的含铱双金属催化剂及其制备方法。催化剂由Ir金属或氧化物、M金属或氧化物和H

【技术实现步骤摘要】
一种用于甲烷选择性还原氮氧化物的含铱双金属催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术应用于大气污染物净化
，具体地说，涉及一种用于含甲烷选择性还原氮氧化物的负载型含铱双金属催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]氮氧化物作为主要的大气污染物之一，可造成光化学烟雾、臭氧层空洞和酸雨等环境问题，危害人类健康。NO
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主要来源于移动源及固定源烟气的排放，如汽车尾气、硝酸厂废气、垃圾焚烧厂、炼油厂烟气、火电厂烟气及石油化工工业加热炉窑废气等。为控制氮氧化物的排放，改善国民的居住环境，有必要开发高效氮氧化物减排技术。目前NO
x
脱除技术应用最广泛的是以氨气作为还原剂的选择性催化还原法(NH3‑
SCR)，但是由于氨气是污染性气体，在运输和贮藏过程中均有泄露风险，且反应处理过程中会产生二次污染等，因此需要寻找一种清洁高效的还原剂来替代NH3用于NO
x
废气脱除。甲烷由于储量丰富，价格便宜，是清洁能源天然气的主要成分，同时也是污染性气体之一，因此，使用甲烷选择性催化还原NO
x
(CH4‑
SCR)具有更加广阔的实用前景和经济价值，同时还可实现“以废治废”的最终目的。开发兼具有中低温甲烷活化和氮氧化物选择性还原的双功能催化剂是该技术的关键所在。

技术实现思路

[0003]针对上述甲烷选择性还原氮氧化物催化剂所面临的难于兼具高效甲烷活化和氮氧化物选择性还原的技术难题，本专利技术提供一种具有优异中低温甲烷选择性催化还原活性和稳定性的含铱双金属催化剂及其制备方法，
[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]一种用于甲烷选择性还原氮氧化物的含铱双金属催化剂，由Ir金属或氧化物、M金属或氧化物和H
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Beta、ZSM
‑
5、SBA
‑
15或S
‑
1分子筛载体组成，所述M为In、Pt、Pd、Ru、Cu或Ag金属。
[0006]上述用于甲烷选择性还原氮氧化物的含铱双金属催化剂中，催化剂的重量以100％计，贵金属Ir的重量百分比为0.01～10％，金属M的重量百分比为0.01～20％。
[0007]上述用于甲烷选择性还原氮氧化物的含铱双金属催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)分别配置Ir金属前驱体水溶液和M金属前驱体水溶液；
[0009](2)将步骤(1)所配置的两种前驱体水溶液混合并搅拌均匀，将分子筛载体分散于混合溶液中，加热搅拌，冷却至室温，抽滤；
[0010](3)将步骤(2)所制的样品在空气中干燥后在空气气氛中进行煅烧，得到用于甲烷选择性还原氮氧化物的含铱双金属催化剂。
[0011]在上述制备方法中，步骤(1)所述贵金属Ir的前驱体溶液为氯铱酸水溶液、三氯化铱水溶液或者醋酸铱水溶液中的一种；M的前驱体溶液为其氯化物水溶液，也可选用其硝酸
盐、硫酸盐或其它盐的水溶液。
[0012]在上述制备方法中，步骤(2)所述的加热搅拌温度为50～100℃，搅拌的时间为1～48h，优选6
‑
12h。
[0013]在上述制备方法中，步骤(2)所述的干燥温度为80～120℃，干燥时间为1～24h；所述的空气气氛煅烧温度为400～900℃，煅烧时间为1～24h，优选2～6小时。
[0014]上述的制备方法中所述的H
‑
Beta、ZSM
‑
5、SBA
‑
15或S
‑
1分子筛载体，可选用商用载体，或者由其它方法获得的不同形貌和晶相结构的H
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Beta、ZSM
‑
5、SBA
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15或S
‑
1分子筛亦可选用为载体。
[0015]上述的含铱双金属催化剂的制备方法中，亦可通过离子交换法将M或其氧化物颗粒负载于载体上，再通过离子交换法负载Ir或其氧化物颗粒，用于甲烷选择性还原氮氧化物反应。
[0016]上述的含铱双金属催化剂可通过加工成型或涂覆于整体式载体上用于甲烷选择性还原氮氧化物反应。
[0017]本专利技术通过含铱双金属的协同作用有效降低了甲烷的活化温度，同时提高了氮氧化物和甲烷在中低温的净化效率。与现有技术相比，该含铱双金属催化剂具有制备工艺简单，甲烷选择性还原氮氧化物催化活性高等优点。
具体实施方式
[0018]下面结合实施例对本专利技术做进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不局限于实施例所示的范围。
[0019]实施例1：
[0020]用于甲烷选择性还原氮氧化物的含铱双金属催化剂，所述催化剂由贵金属Ir或其氧化物、In或其氧化物和H
‑
Beta载体组成。将一定量的氯铱酸水合物和一定量的三氯化铟四水合物分别溶解于去离子水中，再将两者混合，搅拌均匀后加入H
‑
Beta分子筛。在85℃下磁力搅拌8h后，冷却至室温，抽滤，用蒸馏水洗涤至滤液的pH等于7。将滤饼置于烘箱中在空气气氛中100℃干燥12h，再在500℃空气气氛中煅烧3h，制得甲烷选择性还原氮氧化物催化剂，其中，以催化剂的重量为100％计算，Ir和In按元素重量计其重量百分比分别为0.5％和2.4％。
[0021]实施例2：
[0022]用于甲烷选择性还原氮氧化物的含铱双金属催化剂，所述催化剂由贵金属Ir或其氧化物、In或其氧化物和H
‑
Beta载体组成。将一定量的氯铱酸水合物和一定量的三氯化铟四水合物分别溶解于去离子水中，再将两者混合，搅拌均匀后加入H
‑
Beta分子筛。在85℃下磁力搅拌12h后，冷却至室温，抽滤，用蒸馏水洗涤至滤液的pH等于7。将滤饼置于烘箱中在空气气氛中120℃干燥12h，再在800℃空气气氛中煅烧5h，制得甲烷选择性还原氮氧化物催化剂，其中，以催化剂的重量为100％计算，Ir和In按元素重量计其重量百分比分别为0.4％和2.0％。
[0023]实施例3：
[0024]用于甲烷选择性还原氮氧化物的含铱双金属催化剂，所述催化剂由贵金属Ir或其氧化物、Pd或其氧化物和ZSM
‑
5载体组成。将一定量的醋酸铱和硝酸钯水合物分别溶解于去
离子水中，再将两者混合，搅拌均匀后加入ZSM
‑
5分子筛。在80℃下磁力搅拌24h后，冷却至室温，抽滤，用蒸馏水洗涤至滤液的pH等于7。将滤饼置于烘箱中在空气气氛中100℃干燥12h，再在700℃空气气氛中煅烧6h，制得甲烷选择性还原氮氧化物催化剂，其中，以催化剂的重量为100％计算，Ir和Pd按元素重量计其重量百分比分别为2.1％和3.5％。
[0025]实施例4：
[0026]用于甲烷选择性还原氮氧化物的含铱双金属催化剂，所述催化剂由贵金属Ir或其氧化物、Cu或其氧化物和SBA
‑
15载体组成。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含铱双金属催化剂在甲烷选择性还原氮氧化物反应中的应用，其特征在于，所述含铱双金属催化剂由Ir金属或氧化物、M金属或氧化物和分子筛载体组成，所述含铱双金属催化剂催化剂的制备方法包括如下步骤：（1）分别配置Ir金属前驱体水溶液和M金属前驱体水溶液；（2）将步骤（1）所配置的两种前驱体水溶液混合并搅拌均匀，将分子筛载体分散于混合溶液中，加热搅拌，冷却至室温后抽滤；（3）将步骤（2）所制的样品在空气中干燥后在空气气氛中进行煅烧，得到用于甲烷选择性还原氮氧化物的含铱双金属催化剂。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述M金属为In、Pt、Pd、Ru、...

【专利技术属性】
技术研发人员：芮泽宝，陈俊妃，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：