本发明专利技术涉及一种制备高纯度和高比表面积的诺三水铝石的简单方法，并以所制备的诺三水铝石为载体负载银，铜中的任意一种制备得负载型催化剂，用于碳氢化合物为还原剂催化还原氮氧化物的方法。本发明专利技术通过简单易行的方法制备出具有催化活性高、操作温度窗口宽等特点的负载型催化剂。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种诺三水铝石的制备方法及其为原料的催化剂制备，具体涉及一种用于催化净化氮氧化物的负载银或铜的催化剂，特别涉及一种用于以柴油车尾气为代表的移动源和以燃煤电厂烟气为代表的固定源氮氧化物催化净化的负载银或铜的催化剂。
技术介绍
近年来随着人们生活水平的提高，全球机动车的保有量逐年增长，由此产生了一系列的环境污染问题。机动车尾气中的氮氧化物不仅本身具有生物呼吸毒性，对生态环境和人类健康造成巨大的危害，同时也会造成一系列的二次污染，引起光化学烟雾、酸雨、温室效应和臭氧层破坏等重大环境问题。与汽油车相比，柴油车具有燃油经济性高和动力性强等优势，因此也在逐步推广和普及。限制柴油车广泛应用的一个主要问题即为其尾气中氮氧化物的去除。而不同于汽油车，由于柴油车尾气中碳氢化合物缺乏、含氧量较高以及大量的颗粒物使得三效催化剂在柴油车中不能得到有效应用。因此，高效去除柴油车尾气中的氮氧化物成为环境保护领域的一个热点问题。目前，针对柴油机尾气NOx净化的技术方案主要有NOx储存-还原技术(NSR)，氨选择性催化还原NOx (NH3-SCR)，碳氢化合物选择性催化还原NOx (HC-SCR)。NSR技术将反应过程分为贫燃和富燃两个部分，在发动机贫燃状态下将NOx吸附储存；发动机富燃状态下利用尾气中的HC、H2、C0还原NOx，达到同时去除的目的。但是该技术要求发动机能精确控制工况，周期性地营造贫燃、富燃的氛围，增加了发动机控制的难度；NSR催化剂对硫的敏感性也限制了其应用。NH3-SCR以NH3为还原剂，能在较宽的温度范围内取得较高的NOx转换率，一度被认为是最具应用前景的体系。但目前工业化应用的NH3-SCR催化剂主要是含有毒物质钒(V)的V205-W03/Ti02或者V205-Mo03/Ti02催化剂。另外，NH3或尿素的定期添加增加基础建设费用。同时，为避免NH3的泄露，机动车上需要额外装载NH3的氧化催化系统，增大了对机动车装载空间的要求，也增大了催化体系设计的难度。HC-SCR采用碳氢化合物选择性催化还原N0X，最终目标为使用柴油或柴油催化重整的小分子HC及含氧HC为还原剂。所采用的催化剂可以分为三大类，金属离子交换的分子筛催化剂、贵金属催化剂以及非贵金属负载在氧化物上的催化剂。在金属离子交换的分子筛中CU-ZSM5能在较宽的温度范围内取得较高的活性，然而其高温水热稳定性成为了制约其实际应用的瓶颈。贵金属催化剂具有较高的成本，在实际操作温度范围内对N2生成的选择性较低。而在非贵金属氧化催化剂中，Ag，Cu负载在Al2O3制成的催化剂表现出了优异的抗硫性和抗水性，也具有较高的转化率。但是，柴油车的尾气温度变化较大，对催化剂的活性温度窗口要求较宽。以氧化铝为载体的负载型催化剂已广泛应用于柴油车尾气净化及其它催化净化过程。而目前广泛应用拟薄水铝石作为氧化铝的前躯体，在400 700°C间焙烧得产品Y-Al2O3=市面上所售的拟薄水铝石大部分的比表面积均在200 260m2/g。而对于负载型催化剂而言，具有高比表面积的载体更有利于活性成分的分散，更容易取得较高的转化活性。因此，如何制备出具有高比表面积的载体对AgAI2O3和CuAI2O3进行改进，使其具有高HC-SCR活性、宽操作温度窗口、适应高空速环境、抗硫性抗水性佳、同时具有较低经济成本，具有非常重要的环境意义。
技术实现思路
针对现有技术的不足，为了解决Ag/Al203和Cu/A1203现有操作温度窗口窄、低温活性差等缺点，本专利技术首次提供了一种制备具有高纯度和高比表面积的诺三水铝石的方法，可用作AgAI2O3和CuAl2O3催化剂的载体，应用于以柴油车为代表的移动源尾气控制。因此，本专利技术的目的之一在于提供一种制备高纯度和高比表面积的诺三水铝石的高产率的简单方法。所述方法是在可溶性铝盐的水溶液中加入一定量的pH调节剂，静置沉淀。以较简单的操作方法，较低廉的价格制备具有高纯度，高度结晶，高产量以及高比表面积的诺三水铝石。所述的方法，其特征在于，所述可溶性铝盐包括:氯化铝(AlCl3),硝酸铝(Al (NO3)3)，硫酸铝(Al2(SO4)3)，磷酸铝(AlPO4)或其2者或2者以上的混合物；优选地，所述可溶铝盐选自氯化铝(AlCl3),硝酸铝(Al(NO3)3)中的任意一种或其2者的混合；所述可溶性铝盐加入量为1.0 200.0mg (以Al计)每100毫升水，优选2.0 150.0，例如 5.0 120.0,10.0 100.0,20.0 70.0 ; 所述pH调节剂包括:氢氧化钠(NaOH)，氢氧化钾(KOH)，乙二胺(C2H8N2)，氨水(NH3.H2O)，水合肼(N2 H4.H2O);优选地，所述pH调节剂选自乙二胺(C2H8N2)，氨水(NH3.H2O)，水合肼(N2H4.H2O)中的任意一种；所述pH调节剂加入量为0.2 8.0毫升每100毫升溶液，优选0.5 6.0，例如1.0 5.0、1.5 4.5、2.0 4.0 ;所述静置时间为1.0 48.0小时，优选5.0 36.0,例如8.0 24.0,10.0 18.0,12.0 15.0 ;将抽滤得到的沉淀清洗则可能得到所述诺三水铝石。本专利技术的目的之一还在于提供一种以诺三水铝石为载体制备的AgAl2O3催化剂，其制备方法为:(I)在银盐溶液中加入本说明所述方法制备的诺三水铝石，所述催化剂组成，以金属元素的质量百分比计，银的负载量为0.2 12.0 ;(2)在20 40°C温度条件下搅拌0.5 12h ;(3)在30 80°C温度条件下旋转蒸发I 4h ;(4)取出固体物质，于60 120°C烘干5 48h，(5)400 800°C在空气中焙烧，得到所述负载银的催化剂；优选地，所述步骤(I)中，所述银盐优选硝酸银、乙酸银中的一种，包括两者的混合物；优选地，所述步骤(I)中，所述银的负载量优选0.5 10.0,进一步优选1.0 8.0、2.0 5.0 ;优选地，所述步骤(2)中，所述温度优选为25 35°C ；优选地，所述步骤(2)中，所述搅拌时间优选I 10h，进一步优选I 8h，例如2h、3h、4h 或 5h ；优选地，所述步骤(3)中，所述温度优选为35 75°C，进一步优选40 60°C，例如 45°C、50°C、或 550C ；优选地，所述步骤(3)中，所述时间优选为I 4h，进一步优选2 3h，优选地，所述步骤(4)中，所述烘干优选于70 110°C下烘干；进一步优选放入烘箱中于80 100°C烘干；烘干时间优选为8 32h，更优选10 28h，进一步优选16 24h ；优选地，所述步骤(5)中，所述焙烧优选经马弗炉于400 800°C空气中焙烧；所述焙烧时间优选I 24h，优选2 12h，进一步优选4 6h。本专利技术的目的之一还在于提供一种以诺三水铝石为载体制备的CuAl2O3催化剂。所述制备方法包括如下步骤:(I)在铜盐溶液中加入如本说明所述方法制备的诺三水铝石，所述催化剂组成，以金属元素的质量百分比计，铜的负载量为0.2 12.0 ;(2)在20 40°C温度条件下搅拌0.5 12h ;(3)在30 80°C温度条件下旋转蒸发I 4h ;(4)取出固体物质，于6本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备高纯度和高比表面积的诺三水铝石的高产率的简单方法，其特征在于，所述方法是在可溶性铝盐的水溶液中加入pH调节剂，静置沉淀。
【技术特征摘要】
1.一种制备高纯度和高比表面积的诺三水铝石的高产率的简单方法，其特征在于，所述方法是在可溶性铝盐的水溶液中加入PH调节剂，静置沉淀。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可溶性铝盐包括:氯化铝(AlCl3)，硝酸铝(Al (NO3)3),硫酸铝(Al2 (SO4)3),磷酸铝(AlPO4)或其两者或两者以上的混合物； 优选地，所述可溶铝盐选自氯化铝(AlCl3),硝酸铝(Al(NO3)3)中的任意一种或其两者的混合； 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可溶性铝盐加入量为1.0 200.0mg (以Al 计)每 100 毫升水，优选 2.0 150.0，例如 5.0 120.0,10.0 100.0,20.0 70.0。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述pH调节剂包括:氢氧化钠(NaOH)，氢氧化钾(KOH)，乙二胺(C2H8N2)，氨水(NH3.H2O)，水合肼(N2H4.H2O)； 优选地，所述PH调节剂选自乙二胺(C2H8N2)，`氨水(NH3.H2O)，水合肼(N2H4.H2O)中的`任意一种； 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述pH调节剂加入量为0.2 8.0毫升每100毫升溶液，优选0.5 6.0，例如1.0 5.0、1.5 4.5，2.0 4.0 ; 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述静置时间为1.0h 48.0小时，优选5.0 36.0，例如 8.0 24.0、10.0 18.0、12.0 15.0 ; 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将抽滤得到的沉淀清洗得到所述诺三水铝4.一种如权利要求1-3之一所述的方法制备得到的诺三水铝石为载体制备的催化剂，所述催化剂包括负载银(Ag)，铜(Cu)其中的一种的负载型催化剂。5.如权利要求4所述的负载银或铜的催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: (1)在银盐或铜盐的溶液中加入如权利要求1-3所述方法制备的诺三水铝石，所述催化剂组成，以金属元素的质量百分比计，银的负载量为0.2 12.0,铜的负载量为0.2 12....
【专利技术属性】
技术研发人员：贺泓，鄢勇，余运波，赵娇娇，张长斌，王少莘，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：
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