【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂，尤其涉及一种高效一氧化碳低温脱除催化剂及其制备方法。
技术介绍
1、一氧化碳是碳不完全氧化的产物。煤、石油、天然气等传统化石燃料和生物质燃料的不完全燃烧，是一氧化碳的主要来源。一氧化碳是我国《环境空气质量标准》中六项基本控制污染物项目之一，其排放来源广泛，几乎所有的燃烧装置，包括锅炉、加热炉、烧结炉、焦炉等，都会产生一氧化碳。
2、我国是钢铁大国，钢铁产量已经连续多年稳居世界第一，目前钢铁企业是一氧化碳排放的大户，主要来源为烧结机头烟气、炼钢一次烟气、炼焦炉和干熄焦烟气等。随着国家对大气污染问题愈发重视，一氧化碳排放问题也成为了新的关注焦点，对其排放标准也提出了严格的要求。开发低温高效的能脱除一氧化碳的催化剂是目前最为简单、方便的方法。虽然采用烧结烟气循环、转炉一次烟气排放口增设燃烧器、提高焦炉燃烧室煤气燃烧效率、控制干熄焦炉空气量等技术手段，可减少一氧化碳的产生量，但上述烟气中仍不可避免地有一定量的残余一氧化碳，仍需要进一步净化处理，以实现低一氧化碳排放的环保目标。
3、采用适当的催化剂，使烟气中的一氧化碳发生氧化反应，转化为二氧化碳，是公认的有效处理方法之一，其核心在于催化剂的选择和制备方法。目前，一氧化碳氧化催化剂根据其催化活性成分，主要分为贵金属和非贵金属两大类。贵金属催化剂多为pd、pt、au、ag及多组分贵金属负载于堇青石、活性氧化铝等载体上的负载型催化剂，但贵金属催化剂价格昂贵，限制其使用。而非贵金属催化剂是指催化剂的活性组分可以为纯金属或者合金，非贵金属催化剂可以单独
4、然而非贵金属纳米颗粒在制备的过程中极易发生团聚现象，导致生成的非贵金属颗粒的粒径往往比较大，从而对材料的后续应用有着极大的影响，降低了非贵金属的催化性能，同时其完全转化温度高，一般转化温度在200℃以上，导致装置能耗高，亟待解决。
技术实现思路
1、基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种高效一氧化碳低温脱除催化剂及其制备方法。
2、一种高效一氧化碳低温脱除催化剂制备方法，包括如下步骤：
3、s1、将气相二氧化钛p25粉末分散至无水乙醇中，搅拌状态下依次加入冰醋酸、钛酸四丁酯，得到预处理二氧化钛；
4、s2、将氧化石墨烯、硝酸铜加入至乙醇水溶液中搅拌均匀，搅拌状态下逐滴加入至预处理二氧化钛中，60-80℃搅拌10-30min，调节体系ph值为11-12，继续搅拌，离心，过滤，洗涤得到负载二氧化钛；
5、s3、将负载二氧化钛加入至氢氧化钠溶液中混合均匀，150-160℃溶剂热反应48-56h，固液分离，洗涤固体物，再加入至水中得到掺杂二氧化钛悬浊液；
6、s4、将硝酸锰、硝酸铈加入至水中搅拌均匀，搅拌条件下滴加掺杂二氧化钛悬浊液，搅拌至沉淀析出完全，静置1-5h，固液分离，洗涤固体物至中性，干燥，500-600℃焙烧5-10h，造粒，过筛得到高效一氧化碳低温脱除催化剂。
7、优选地，s1中，气相二氧化钛p25、无水乙醇、冰醋酸、钛酸四丁酯的质量比为1-5：40-100：2-3：5-10。
8、优选地，s2中，乙醇水溶液质量分数为40-60%，氧化石墨烯、硝酸铜、乙醇水溶液、预处理二氧化钛的质量比为1-3：0.1-1：20-50：50-110。
9、优选地，s2中，采用浓度为0.5-1.2mol/l氢氧化钠溶液调节体系ph值为11-12。
10、优选地，所述氧化石墨烯为活化氧化石墨烯，具体的：按重量份将1-3份氧化石墨烯、0.1-1份异氰酸丙基三甲氧基硅烷加入至10-20份n，n-二甲基甲酰胺中，在温度100-110℃搅拌1-2h，离心，采用乙醇洗涤，冷冻干燥，产物与0.1-1份纳米二氧化钛加入至30-60wt%乙醇溶液中，在温度60-80℃搅拌1-2h，离心，采用去离子水洗涤，冷冻干燥，得到活化氧化石墨烯。
11、通过将氧化石墨烯活化，在异氰酸丙基三甲氧基硅烷的配合下接枝纳米二氧化钛，不仅可有效解决氧化石墨烯易团聚的问题，同时由于活化氧化石墨烯具有双亲特性，可有效增强硝酸铜在掺杂二氧化钛中的分散均匀性，且氧化石墨烯在掺杂二氧化钛中的结合稳定性更高，经过焙烧后催化活性好。
12、优选地，s2中，过滤后采用无水乙醇洗涤1-3次。
13、优选地，s3中，氢氧化钠溶液浓度为9-12mol/l，负载二氧化钛、氢氧化钠溶液、水的质量比为9-22：20-30：20-30。
14、优选地，s3中，对固体物采用去离子水洗涤至ph值为10.5-11.2。
15、优选地，s4中，硝酸锰、硝酸铈、水、掺杂二氧化钛悬浊液的质量比为1-2：0.1-1：40-100：30-50。
16、优选地，s4中，干燥温度为100-120℃。
17、一种高效一氧化碳低温脱除催化剂，采用上述高效一氧化碳低温脱除催化剂制备方法制得。
18、有益效果
19、本专利技术中，通过将氧化石墨烯、硝酸铜负载至二氧化钛上，经过溶剂热反应实现铜离子掺杂至二氧化钛结构上，进一步负载硝酸锰、硝酸铈，不仅实现对非贵金属纳米颗粒铜与锰、铈先后负载，抑制非贵金属纳米颗粒的团聚生长，减小纳米颗粒的粒径，经焙烧去除其中的氧化石墨烯，形成大量活性空隙结构，有效增加催化剂比表面积，催化活性高；同时申请人发现：本专利技术在大大提高催化剂对一氧化碳的催化氧化性能的基础上，可大幅降低起燃温度，催化效果优异。
20、本专利技术不仅结构稳定性高，且其比表面积极大，孔容高，介孔有序度高，催化活性高，同时具有优异的耐硫性能，对于含有二氧化硫的烟气进行一氧化碳的催化氧化脱除，具有良好的催化性能。
21、本专利技术用于实现废气中一氧化碳的高效催化氧化脱除，其起燃温度低、完全转化温度低，其在空速不超过4000h-1的条件下，起燃温度可低于112℃，145℃可实现一氧化碳的完全转化，适用于钢铁、焦化、水泥等固定源烟气的净化处理，工业应用范围广。
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1.一种高效一氧化碳低温脱除催化剂制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述高效一氧化碳低温脱除催化剂制备方法，其特征在于，S1中，气相二氧化钛P25、无水乙醇、冰醋酸、钛酸四丁酯的质量比为1-5：40-100：2-3：5-10。
3.根据权利要求1所述高效一氧化碳低温脱除催化剂制备方法，其特征在于，S2中，乙醇水溶液质量分数为40-60%，氧化石墨烯、硝酸铜、乙醇水溶液、预处理二氧化钛的质量比为1-3：0.1-1：20-50：50-110。
4.根据权利要求1所述高效一氧化碳低温脱除催化剂制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯为活化氧化石墨烯，具体的：按重量份将1-3份氧化石墨烯、0.1-1份异氰酸丙基三甲氧基硅烷加入至10-20份N，N-二甲基甲酰胺中，在温度100-110℃搅拌1-2h，离心，采用乙醇洗涤，冷冻干燥，产物与0.1-1份纳米二氧化钛加入至30-60wt%乙醇溶液中，在温度60-80℃搅拌1-2h，离心，采用去离子水洗涤，冷冻干燥，得到活化氧化石墨烯。
5.根据权利要求1所述高效一氧化碳低温脱除催化
6.根据权利要求1所述高效一氧化碳低温脱除催化剂制备方法，其特征在于，S3中，氢氧化钠溶液浓度为9-12mol/L，负载二氧化钛、氢氧化钠溶液、水的质量比为9-22：20-30：20-30。
7.根据权利要求1所述高效一氧化碳低温脱除催化剂制备方法，其特征在于，S3中，对固体物采用去离子水洗涤至pH值为10.5-11.2。
8.根据权利要求1所述高效一氧化碳低温脱除催化剂制备方法，其特征在于，S4中，硝酸锰、硝酸铈、水、掺杂二氧化钛悬浊液的质量比为1-2：0.1-1：40-100：30-50。
9.根据权利要求1所述高效一氧化碳低温脱除催化剂制备方法，其特征在于，S4中，干燥温度为100-120℃。
10.一种高效一氧化碳低温脱除催化剂，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述高效一氧化碳低温脱除催化剂制备方法制得。
...【技术特征摘要】
1.一种高效一氧化碳低温脱除催化剂制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述高效一氧化碳低温脱除催化剂制备方法，其特征在于，s1中，气相二氧化钛p25、无水乙醇、冰醋酸、钛酸四丁酯的质量比为1-5：40-100：2-3：5-10。
3.根据权利要求1所述高效一氧化碳低温脱除催化剂制备方法，其特征在于，s2中，乙醇水溶液质量分数为40-60%，氧化石墨烯、硝酸铜、乙醇水溶液、预处理二氧化钛的质量比为1-3：0.1-1：20-50：50-110。
4.根据权利要求1所述高效一氧化碳低温脱除催化剂制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯为活化氧化石墨烯，具体的：按重量份将1-3份氧化石墨烯、0.1-1份异氰酸丙基三甲氧基硅烷加入至10-20份n，n-二甲基甲酰胺中，在温度100-110℃搅拌1-2h，离心，采用乙醇洗涤，冷冻干燥，产物与0.1-1份纳米二氧化钛加入至30-60wt%乙醇溶液中，在温度60-80℃搅拌1-2h，离心，采用去离子水洗涤，冷冻干燥，得到活化氧化石墨烯。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：崔泽，李冉，封雯潇，
申请(专利权)人：山东嘉盛博纳环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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