【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种金属负载改性活性焦催化剂，属于催化剂领域。
技术介绍
1、钢铁行业中，烧结、炼焦工段产生大量有毒有害废气，亟待进行深度净化处理。氮氧化物和一氧化碳是烧结机尾气和焦炉烟气中两种危害较大的大气污染物。钢厂烧结机尾气风量大，氮氧化物的含量平均在250～400mg/m3，最高能达到700mg/m3，co含量较高，体积浓度0.6～1.2％，质量浓度在10000mg/m3；焦炉烟气中氮氧化物的含量平均在1000～1500mg/m3，co含量通常在2000～4000mg/m3左右。氮氧化物可以造成光化学烟雾，酸雨，臭氧层空洞等大气危害，也会对人体健康带来不利影响。co对人类和动物是一种有毒的气体，非常容易和血液中的血红蛋白结合削弱血红蛋白的输氧能力。co对大气环境有着重要的影响：co会与vocs和nox—起发生光化学反应，从而引起臭氧浓度的升髙；co是大气平流层中最重要活性物质oh自由基的控制气体，能控制oh与大气中几乎所有的痕量气体反应，从而进一步影响大气环境。目前绝大多数的烧结机和焦炉均已安装scr脱硝设施，nox的超量排放得到了有效控制，但co一直没有得到有效治理。对co的治理正日益受到重视，有必要开发一种在烟气排温区间可协同脱除co和no的高效催化体系。
2、活性焦是一种是以煤为原料制成的多孔质碳质材料，有着强度高，细孔结构独特等特点，多为8～9mm圆柱状，已广泛用于烟气干法脱硫，具有脱硫效率高，硫容高等优点。此外，金属改性活性焦还具有低温脱硝性能。
3、中国专利cn103406122 b报道了一
技术实现思路
1、本专利技术针对上有技术缺陷，制备一种过渡金属负载的改性活性焦催化剂，该催化剂成本低廉，兼具两种催化功能，可在低温区间有效催化no-nh3-scr反应和co氧化反应。
2、本申请提供了一种改性活性焦负载的过渡金属催化剂，该催化剂可同时催化氨选择性还原氮氧化物反应和一氧化碳氧化反应，实现在同一催化床层上no和co的同时催化消除。
3、根据本申请的一个方面，提供了一种双金属改性活性焦催化剂。该催化剂在活性焦表面负载双金属，构筑不同的反应活性位点，实现复杂烟气中no和co的一步法同时脱除。
4、根据本申请的一个方面，提供一种可同时催化氨选择性还原氮氧化物反应和一氧化碳氧化反应的ni-ce/改性活性焦催化剂。
5、该催化剂包含第一组分、第二组分和对第一组分，第二组分提供物理载体和协同或辅助催化作用的改性活性焦，其中：第一组分为nio；第二组分为ceo2。
6、可选地，第一组分所述金属氧化物在所述催化剂中的含量为3～30wt％；优选地为5～15wt％；
7、可选地，第二组分所述金属氧化物在所述催化剂中的含量为3％～20wt％，优选地为5-15wt％；
8、改性活性焦为第一组分，第二组分提供物理载体并起到协同或辅助催化作用，以催化剂的总重量为基准，可选地其含量为50wt％-96wt％，优选地为70wt％-90wt％。
9、第一组分和第二组分中镍与铈的原子比可以为1：10至10:1，优选地为1:1至4:1。
10、本申请还提供了一种制备上述催化剂的制备方法，以酸改性活性焦为载体，将载体置于ni和ce的无机盐混合水溶液中浸渍、干燥、焙烧制得。
11、进一步地，在上述技术方案中，所述方法具体至少包括以下步骤：
12、①活性焦改性：
13、称取一定量活性焦颗粒(30g)置于干燥烧杯中，加入浓度为63wt％的硝酸溶液，在室温条件下过量浸渍6h。处理后的样品用去离子水冲洗至中性，放入105℃烘箱中干燥12h，得到改性活性焦样品。
14、②金属负载：
15、采用等体积浸渍法制备金属负载型催化剂，取适量改性后活性焦颗粒置于烧杯中，根据测定的活性焦吸水率计算出活性焦饱和吸水量，将适量ni(no3)2·6h2o和ce(no3)3·6h2o溶于去离子水中得到混合溶液。将改性后活性焦颗粒置于混合溶液中，室温下浸渍2h。
16、通过调节浸渍溶液中ni(no3)2·6h2o和ce(no3)3·6h2o的摩尔量来制备不同比例及负载量的双金属催化剂。
17、③干燥和焙烧：
18、浸渍后的活性焦样品放入烘箱中，在105℃条件下干燥12h后，置于石英管中在氮气氛围下400℃焙烧2h,即得到改性活性焦负载ni、ce双金属催化剂，记为m-xni-yce/ac-n。(其中，m为金属负载量，x、y为ni、ce比例)
19、根据本申请的另一个方面，提供了一种ni-ce/改性活性焦催化剂在同时催化氨选择性还原氮氧化物反应和一氧化碳氧化反应中的应用。
20、可选地，所述应用为在消除烟气排放的氮氧化物和一氧化碳中的应用。
21、可选地，所述烟气来源是固定源。
22、可选地，将含有氮氧化物、一氧化碳、氧气和氨气的混合气通入含有本申请的非贵金属复合氧化物催化剂的反应器，所述反应的条件为：体积空速为1000～5000h-1，温度为100～250℃。
23、优选地，体积空速为2000～3000h-1，温度为150～200℃。
24、作为一种具体的实施方式，提供了一种固定源烟气的净化方法，所述方法至少包括：将含有氮氧化物、一氧化碳和氨气的混合气在所述的ni-ce/改性活性焦催化剂的存在下进行净化处理。
25、本申请提供的ni-ce/改性活性焦催化剂用于固定源烟气净化系统中的氮氧化物选择性催化还原nh3-scr过程和一氧化碳的催化氧化过程，在烟气中加入氨气后，在一定的温度区间，no和co可同时被消除，脱除效率可同时达到90％以上。
26、本申请能产生的有益效果包括：
27、1)本申请所提供的过渡金属负载改性活性焦双功能催化剂，通过丰富催化活性点位，构建了催化剂表面上的多种氧化还原循环，并且表现出了协同效应，实现了低温条件下同一催化剂上no和co的同时催化消除。
28、2)本申请所提供的过渡金属负载改性活性焦双功能催化剂，用于烟气治理，可以大大简化治理流程，降低污染物治理成本。采用常规分步脱除no及co的方法，需设置不同的反应单元，安装不同的催化剂，势必会增加场地面积、设备投资和运行成本。本申请提供的no和co一体化消除过渡金属负载改性活性焦双功能催化剂可有效地规避上述问题，该催化剂即可以高效催化no和nh3的scr反应，同时也可以高效催化co的氧化反应，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种过渡金属负载改性活性焦双功能催化剂：
2.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于：改性活性焦为第一组分，第二组分提供物理载体并起到协同或辅助催化作用，以催化剂的总重量为基准，改性活性焦含量为50-96wt％。
3.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于：第一组分和第二组分中镍与铈的原子比为1：10至10:1。
4.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于：第一组分在所述催化剂中的含量为5～15wt％；
5.如权利要求1-4任意一项所述催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：酸改性活性焦的为采用浓度为63％的硝酸溶液，在室温条件下过量浸渍6h；将处理后的样品冲洗至中性，放入105℃烘箱中干燥12h，得到改性活性焦样品。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：采用等体积浸渍法制备金属负载型催化剂。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：将浸渍后的活性焦样品放入烘箱中，在105℃条件下干燥12h后，置于石英管中在氮气氛围下400℃焙烧2
9.权利要求1-4任意一项所述催化剂在同时催化氨选择性还原氮氧化物反应和一氧化碳氧化反应中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述应用为在消除烟气排放的氮氧化物和一氧化碳中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种过渡金属负载改性活性焦双功能催化剂：
2.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于：改性活性焦为第一组分，第二组分提供物理载体并起到协同或辅助催化作用，以催化剂的总重量为基准，改性活性焦含量为50-96wt％。
3.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于：第一组分和第二组分中镍与铈的原子比为1：10至10:1。
4.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于：第一组分在所述催化剂中的含量为5～15wt％；
5.如权利要求1-4任意一项所述催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：酸改性活性焦的为采用浓度为63％的硝酸溶液，...
【专利技术属性】
技术研发人员：程昊，王树东，李超，王明登，孙刚森，尹华，王书瑶，张学彬，张颖，
申请(专利权)人：中冶焦耐大连工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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