本发明专利技术涉及氮氧化物的净化领域，具体是一种氮氧化物去除用负载型催化剂及氮氧化物去除方法，催化剂的制备方法为：①金属铁、钴、镍、锰、铜的硝酸盐中的一种或任意比例混合的几种加水，以及碳纳米管配制成混合液，混合液中硝酸盐的当量浓度为0.1～0.5N，碳纳米管占3～5wt%；②混合液置于内衬有聚四氟乙烯的高压釜中，釜内加热至80～120℃，保温10～20h，随后冷却至室温，离釜，获得糊状混合物，糊状混合物被加热至70～100℃，保温直至水分蒸干为止，获得固体混合物；③固体混合物置于马弗炉中，炉内加热至400～500℃，保温焙烧2～4h，随后自然冷却至室温，然后将固体混合物压碎，过40～60目筛，得到氮氧化物去除用负载型催化剂——M/CNTs催化剂。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氮氧化物的净化领域，具体是ー种。
技术介绍
氮氧化物作为一次污染物，会对人体健康产生危害，它可刺激人的眼、鼻、喉和肺部，造成呼吸系统疾病；其二次污染，会产生光化学烟雾、酸雨、温室效应以及臭氧层空洞效应。氮氧化物主要来源于机动车尾气的排放以及锅炉燃烧，一般来说，去除NO有两种方法选择性催化还原(SCR)和直接催化分解法(2N0 = N2+02)。选择性催化还原需要用到还原剂，如NH3, CO及碳氢化合物等，这ー方法适合在含氧较高的气氛中工作，将NO转化为N2，但是该方法投资和运行费用较高、耗氨量大、存在氨泄露造成二次污染的隐患。此外，该方法エ艺过程中把有用的NH3变成无用的N2，本身也是不经济的，因而在实际应用中受到了限制。·相比之下，直接催化分解最终将NO转化为无害气体氮气和氧气，具有不产生二次污染、不消耗还原剂、经济性好、エ艺简单等优点而受到人们的广泛关注，是去除NO最具吸引力的方法。载体对提高催化剂活性起到了至关重要的作用。NO分解需要催化剂负载在大表面积的多孔载体上，以增强催化剂的分散度、減少催化剂的用量、增加气体的透过率、提高催化剂的机械强度，一般多用氧化铝、ニ氧化硅、活性炭、沸石等催化剂载体。其中，碳材料凭借其良好的耐酸性、孔及表面性能可变性和负载的金属易恢复性，更具优势。与活性炭相比，碳纳米管(CNTs)机械强度更高、热传导性更好、比表面积高，是负载催化剂更好的载体。到目前为止，直接分解法最有效的催化剂是贵金属，比如钼、钯、铑。然而高昂的价格限制了这类催化剂的应用。即便是利用贵金属作催化剂，反应需在温度高达800°C时进行。稀土元素(如La2CuO4, LaMnO3)是除贵金属外最有效的NO分解催化剂。但是该类催化剂也是在温度高达800°C时进行才有效，同时该类催化剂用量大，成本也高。
技术实现思路
本专利技术g在提供一种在碳纳米管上负载有非贵金属的。本专利技术是通过以下技术方案实现的氮氧化物去除用负载型催化剂，其制备方法为①金属铁、钴、镍、锰、铜的硝酸盐中的ー种或任意比例混合的几种加水，以及碳纳米管配制成混合液，混合液中硝酸盐的当量浓度为0.1 0. 5N,碳纳米管占3 5wt% 混合液置于内衬有聚四氟こ烯的高压釜中，釜内加热至80 120°C，保温10 20h，随后冷却至室温，离釜，获得糊状混合物，糊状混合物被加热至70 100°C，保温直至水分蒸干为止，获得固体混合物固体混合物置于马弗炉中，炉内加热至400 500°C，保温焙烧2 4h，随后自然冷却至室温，然后将固体混合物压碎，过40 60目筛，得到氮氧化物去除用负载型催化剂——M/CNTs催化剂。本专利技术所述的M/CNTs催化剂中M指的是铁或/和钴或/和镍或/和锰或/和铜的非贵金属，CNTs为碳纳米管，M/CNTs催化剂为非贵金属作为被载物负载在大表面积的碳纳米管上。其中，3 5wt%的碳纳米管=碳纳米管的质量/混合液的质量。将混合液置于内衬有聚四氟こ烯的高压釜，可保证获得的糊状混合物不会粘接于高压釜中。进一歩，当步骤③完成后，进行步骤④，④将M/CNTs催化剂置于石英管内，然后将石英管置于管式炉内，保护气体氛围下炉内加热至500 600°C，保温，然后以保护气体为载体将H2带入管式炉内，带入时间为6 8h，得到纳米级的M/CNTs催化剂，保护气体与H2组成的混合气的流速为20 30ml/min，H2的体积百分比为10%。步骤④将步骤③得到的M/CNTs催化剂中的金属氧化物还原，得到的纳米级的M/CNTs催化剂的催化效率较步骤③得到的M/CNTs催化剂更高。其中，H2的体积百分比为10%为H2占混合气体积的10%。进ー步，所述的碳纳米管的制备方法为|丐钛石ABO3或类钙钛石A2BO4催化剂置于石英管内，然后将石英管置于管式炉内，`H2氛围下保温还原2 6h，还原温度为40(T60(TC;调整炉内温度为60(T90(TC，以10 30ml/min的流速向管式炉内通入甲烷，保温且通入甲烷的时间为8 10h，随后在保护气体氛围下冷却至室温，得到碳产物；先用70%硝酸冲洗碳产物，然后采用去离子水冲洗，70%硝酸和去离子水反复循环冲洗3 5次，过滤，置于马弗炉中，炉内加热至300飞00で，保温焙烧I 3h，得到碳纳米管；钙钛石ABO3和类钙钛石A2BO4催化剂中A均为稀土元素，B均为过渡金属元素。本专利技术中，制备M/CNTs催化剂的碳纳米管可购自市场，但是本专利技术所述的碳纳米管的制备方法制得的碳纳米管的比表面积更大，更利于NO分解反应的进行。上述碳纳米管的制备方法中，钙钛石ABO3和类钙钛石A2BO4中A指的是稀土元素，B指的是过渡元素，如铁、钴、镍、锰、铜等。且两类物质均为本领域公知物质，參考专利号为“00109934. 5”的一种制备碳纳米管的催化剂。所述的钙钛石ABO3或类钙钛石A2BO4的制备方法为A元素的硝酸盐、B元素的硝酸盐以及I 5wt%柠檬酸溶于去离子水中，得到水溶液，加热至70 90°C，保温蒸发至糊状；随后加热至80 120°C，保温直至水分蒸干为止，得到固体物；固体物置于马弗炉中，炉内加热至600 800°C，保温焙烧8 10h，压碎，过80 100目筛，得到钙钛石ABO3或类钙钛石A2BO4 ；A元素的硝酸盐和B元素的硝酸盐总的当量浓度为0.1 0. 3N，水溶液中A元素与B元素的摩尔比为1:1或2:1。本专利技术中，制备碳纳米管的钙钛石ABO3和类钙钛石A2BO4均可购自市场，但是采用本专利技术所述的钙钛石ABO3或类钙钛石A2BO4的制备方法制得的钙钛石ABO3或类钙钛石A2BO4的更利于提高碳纳米管的比表面积。其中，I 5wt%朽1檬酸=朽1檬酸质量/水溶液质量。上述钙钛石ABO3或类钙钛石A2BO4的制备方法中，钙钛石ABO3对应的水溶液中A元素与B元素的摩尔比为1:1 ;类|丐钛石A2BO4对应的水溶液中A元素与B元素的摩尔比为2:1。即若水溶液中A元素与B元素的摩尔比为1:1,该制备方法获得的就是ABO3 ;若水溶液中A元素与B元素的摩尔比为2:1,该制备方法获得的就是A2B04。进ー步，一种氮氧化物去除方法，该方法使用所述的氮氧化物浄化用负载型催化齐U，所述的去除方法为将M/CNTs催化剂置于石英管内，然后将石英管置于管式炉内，H2氛围下炉内加热至500 600°C，保温还原I 2h ;调节炉内温度为300 500°C，然后以保护气体为载体将NO气体带入管式炉内，保护气体与NO气体组成的混合气的流速为200 400ml/min, NO气体的体积百分比为0.1 1%。 其中，NO气体的体积百分比为0.1 1%，即NO气体的体积占混合气体积的0.1 1%。本专利技术所述的氮氧化物去除用负载型催化剂，以碳纳米管为载体，以非贵金属为被载物，碳纳米管比表面积大，被载物的用量少，成本低，使用该催化剂的氮氧化物去除方法，简单、易操作，NO气体的转化率高达85%。具体实施例方式实施例1 氮氧化物去除用负载型催化剂，其制备方法为 ①硝酸铁加水，以及3wt%的碳 纳米管配制成混合液，混合液中硝酸铁的当量浓度为0.1N ； ②混合液置于内衬有聚四氟こ烯的高压釜中，釜内加热至90°C，保温10h，随后冷却至室温，离釜，获得糊本文档来自技高网...
【技术保护点】
氮氧化物去除用负载型催化剂，其特征在于，其制备方法为：①金属铁、钴、镍、锰、铜的硝酸盐中的一种或任意比例混合的几种加水，以及碳纳米管配制成混合液，混合液中硝酸盐的当量浓度为0.1～0.5N，碳纳米管占3～5wt%；②混合液置于内衬有聚四氟乙烯的高压釜中，釜内加热至80～120℃，保温?10～20h，随后冷却至室温，离釜，获得糊状混合物，糊状混合物被加热至70～100℃，保温直至水分蒸干为止，获得固体混合物；③固体混合物置于马弗炉中，炉内加热至400～500℃，保温焙烧2～4h，随后自然冷却至室温，然后将固体混合物压碎，过40～60目筛，得到氮氧化物去除用负载型催化剂——M/CNTs催化剂。
【技术特征摘要】
1.氮氧化物去除用负载型催化剂，其特征在于，其制备方法为 ①金属铁、钴、镍、锰、铜的硝酸盐中的一种或任意比例混合的几种加水，以及碳纳米管配制成混合液，混合液中硝酸盐的当量浓度为0.1 0. 5N，碳纳米管占3 5wt% ； ②混合液置于内衬有聚四氟乙烯的高压釜中，釜内加热至80 120°C，保温10 20h，随后冷却至室温，离釜，获得糊状混合物，糊状混合物被加热至70 100°C，保温直至水分蒸干为止，获得固体混合物； ③固体混合物置于马弗炉中，炉内加热至400 500°C，保温焙烧2 4h，随后自然冷却至室温，然后将固体混合物压碎，过40 60目筛，得到氮氧化物去除用负载型催化剂——M/CNTs催化剂。2.根据权利要求1所述的氮氧化物去除用负载型催化剂，其特征在于，④将M/CNTs催化剂置于石英管内，然后将石英管置于管式炉内，保护气体氛围下炉内加热至500 6000C，保温，然后以保护气体为载体将H2带入管式炉内，带入时间为6 8h，得到纳米级的M/CNTs催化剂，保护气体与H2组成的混合气的流速为20 30ml/min，H2的体积百分比为10%。3.根据权利要求1或2所述的氮氧化物去除用负载型催化剂，其特征在于，所述的碳纳米管的制备方法为钙钛石ABO3或类钙钛石A2BO4催化剂置于石英管内，然后将石英管置于管式炉内，4氛围下保温还原2 6h，还原温度为40(T60(TC ;调整炉内温度为600^900°C,以10 30ml/min的流速向管式炉内通入甲烷，保温且通入甲烷的时间为8 10h，随后在保护气体氛围下冷却至室温，得到碳产物；先用70%硝酸冲洗碳产物，然后采用去离子水冲洗，70%硝酸和去离子水反复循环冲洗3 5次，过滤，置于马弗炉中，炉内加热至30(T50(TC，保温焙烧I 3h，得到碳纳米管；钙钛石ABO3和类钙钛石A2BO4催化剂中A均为稀土元素，B均为过渡金属元素。4.根据权利要求3所述的氮氧化物去除用负载型催化剂，其特征在于，所述的钙钛石ABO3...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔佳丽，李育珍，高利珍，张卫珂，高丽丽，高永华，刘富龙，阎少辉，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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