煙氣脫硝催化劑納米鈦白粉的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種煙氣脫硝催化劑納米鈦白粉的制備方法，包括步驟：以硫酸法生產(chǎn)的偏鈦酸（也稱為水合二氧化鈦）作為起始原料，通過脫水干燥后，經(jīng)粉碎、篩分，包裝成為終產(chǎn)品。本發(fā)明所述制備方法工藝和材料簡單，制備所得納米鈦白粉比表面積大，TiO2含量高。
【專利說明】煙氣脫硝催化劑納米鈦白粉的制備方法
[0001]【【技術(shù)領(lǐng)域】】
本發(fā)明涉及一種納米材料制備方法，特別涉及一種煙氣脫硝催化劑納米鈦白粉的制備方法。
[0002]【【背景技術(shù)】】
催化反應(yīng)是一個表面反應(yīng)，反應(yīng)的速度取決于反應(yīng)物與催化劑接觸的表面接觸程度，對于催化劑鈦白粉而言，比表面積越大，T12的含量越高，雜質(zhì)含量越低，催化效果越好，這是衡量鈦白粉質(zhì)量的最重要指標(biāo)，現(xiàn)有技術(shù)方法制作的納米鈦白粉有以下缺陷:
1.包含改性劑、緩沖劑、分散劑、抑制劑、促進(jìn)劑、掩蔽劑、添加劑中的一種或多種，這些非催化作用物質(zhì)占據(jù)了鈦白粉總物質(zhì)含量的一定比例，使得T12的含量不夠高，催化效果不夠好，有待改善；
2.制作方法不夠嚴(yán)謹(jǐn)，制備的鈦白粉比表面積不夠大，有待改善。
[0003]【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
本發(fā)明的目的在于提供一種低成本、便于操作的制備打02純度高，比表面積大的鈦白粉的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)鈦白粉中工藝復(fù)雜、1102的含量不夠高和鈦白粉比表面積不夠大的問題。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種煙氣脫硝催化劑納米鈦白粉的制備方法，包括如下步驟:
A.偏鈦酸的來源:用硫酸法制取的偏鈦酸(也稱為水合二氧化鈦)，懸浮漿料可以直接進(jìn)入下步環(huán)節(jié)；
B.洗滌、過濾:通過沉降、過濾的方式將上述懸浮漿料中的水分脫除；脫除大部分水分的偏鈦酸物料用去離子水洗滌，而后再次通過沉降、過濾的方式脫除懸浮漿料中的水分，進(jìn)行多次洗滌和過濾脫水；每次洗滌完畢后均采用測濾液電導(dǎo)率的方法間接控制離子濃度，當(dāng)濾液電導(dǎo)率低于lOOOus/cm時，改用取樣檢測和重復(fù)洗滌控制離子濃度，直至獲得硫酸根尚子含量< 0.9%，磷酸根尚子含量< 0.4%，重金屬及鉀、鈉、鐵等金屬尚子的含量均< 10ppm的偏鈦酸；
C.干燥:將上述洗滌脫除部分水分后的偏鈦酸物料在烘干溫度_20°C?280°C之間，壓力-0.1MPa?IMPa之間進(jìn)行烘干I?30小時，烘干后得到失重在1%?25%之間的鈦白粉；
D.粉碎、篩分:將上述鈦白粉冷卻到-20°C?室溫，用粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎處理，用200-500目篩網(wǎng)或氣流分級或旋風(fēng)分級進(jìn)行篩分，得到產(chǎn)品納米鈦白粉，所述納米鈦白粉Τ?02含量在75%?99%之間，粉體的比表面積為180?360m2/g ；
E.包裝:在干凈、清潔的環(huán)境中對納米鈦白粉進(jìn)行包裝。
[0005]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:在步驟A后，調(diào)整pH值:將A中的漿料與去離子水按1:2-5體積比例混合、分散均勻，加入堿液，調(diào)整漿料的pH值，取樣用酸度計或pH試紙檢測溶液的PH值；重復(fù)上述加入堿液、攪拌和檢測步驟，直到獲得pH為6.5?9的偏鈦酸懸浮漿料進(jìn)入步驟B ;pH在6.5-9之間，1102的酸堿度控制在中性或弱堿性，使用壽命長。
[0006]本發(fā)明的更進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述堿液指氫氧化鈉、氫氧化鉀，三甲胺、三乙胺以及氨水中的一種或多種溶液；用常見的堿液，完成PH值的調(diào)整，成本低。
[0007]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:步驟B中所述沉降包括重力沉降和離心沉降中的一種或多種方式，所述過濾包括抽濾和壓濾中的一種或多種方式。
[0008]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:步驟B中所述取樣檢測包括:用碳硫儀檢測總硫含量，用分光光度法在波長700nm下檢測磷酸根含量，用AAS或AES或ICP-AES或ICP-MS檢測重金屬及鉀、鈉、鐵、金屬離子的含量；用儀器進(jìn)行精確檢測，便于控制離子含量，從而提尚廣品質(zhì)量。
[0009]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:步驟C中所述烘干包括凍干，真空干燥，氣流干燥、噴霧干燥中的一種或多種方法；用工業(yè)常用干燥方法，去除水分，便于制粉。
[0010]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:步驟D中所述粉碎機(jī)為氣流粉碎機(jī)、萬能粉碎機(jī)、雷蒙磨、剪切式粉碎機(jī)、沖擊式粉碎機(jī)中的一種或多種。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所述制備方法工藝和材料簡單，制備所得納米鈦白粉比表面積大，打02含量高。
[0012]【【具體實(shí)施方式】】
下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0013]本發(fā)明提供了一種煙氣脫硝催化劑納米鈦白粉的制備方法，包括如下步驟:
A.用硫酸法制取的偏鈦酸(也稱為水合二氧化鈦)，懸浮漿料可以直接進(jìn)入下步環(huán)節(jié)。
[0014]B.洗滌、過濾:通過沉降、過濾的方式將上述懸浮漿料中的水分脫除；脫除大部分水分的偏鈦酸物料用去離子水洗滌，而后再次通過沉降、過濾的方式脫除懸浮漿料中的水分，進(jìn)行多次洗滌和過濾脫水；每次洗滌完畢后均采用測濾液電導(dǎo)率的方法間接控制離子濃度，當(dāng)濾液電導(dǎo)率低于lOOOus/cm時，改用取樣檢測和重復(fù)洗滌控制離子濃度，直至獲得硫酸根離子含量< 0.9%，磷酸根離子含量< 0.4%，重金屬及鉀、鈉、鐵等金屬離子的含量均< 10ppm的偏鈦酸；優(yōu)選的，硫酸根尚子含量為0.1%、0.3%或0.6%，磷酸根尚子含量為0.1%或0.3%，各種重金屬及鉀、鈉、鐵、金屬離子的含量均可以為15ppm、30ppm、50ppm、70ppm 或 80ppm ；
上述離子濃度會影響T12純度，并且在使用過程中會引起催化劑中毒，降低使用壽命，各離子濃度控制在上述范圍，提高了二氧化鈦的純度并延長使用壽命。
[0015]C.干燥:將上述洗滌脫除部分水分后的偏鈦酸物料在烘干溫度_20°C?280°C之間，壓力-0.1MPa?IMPa之間進(jìn)行烘干I?30小時，烘干后得到失重在1%?25%之間的鈦白粉；優(yōu)選的，烘干溫度為_15°C、0°C、100°C或180°C，壓力為-0.09MPa、0MPa或IMPa，烘干時間為5小時、15小時或30小時，失重量為5%、10%、15%或20% ；
優(yōu)選地，干燥時，先對所述洗滌后的偏鈦酸采用對流熱風(fēng)進(jìn)行烘干，待水份去除預(yù)定值后，對所述偏鈦酸進(jìn)行翻動，再次進(jìn)行對流熱風(fēng)烘干，得到鈦白粉；然后將比較干燥的鈦白粉進(jìn)行初步地粉碎后，送入保溫爐中進(jìn)行烘干，此時烘干溫度保持在50-80度之間；由于原料偏鈦酸呈塊狀，如果進(jìn)行快速烘干，容易造成鈦白粉結(jié)塊，過硬，團(tuán)聚等。因此，在送入保溫爐之前，先對濾餅進(jìn)行初步地粉碎，使其塊狀較小，然后送入保溫爐中，用較低溫度，如上所述的50-80度進(jìn)行保溫；進(jìn)一步去除其中的水分，同時由于采用了低溫保溫的方式，所述鈦白粉的晶體結(jié)構(gòu)更為松散，沒有硬結(jié)晶的形成。在低溫下，晶體的比表面積得到更大程度的擴(kuò)展。
[0016]另一優(yōu)選的方案中，采用真空干燥法對過濾后的偏鈦酸進(jìn)行真空干燥脫水，將過濾后的偏鈦酸放入干燥爐內(nèi)，并盡量弄碎，保持真空度在-0.09MP?-0.06MP,溫度在40 °C?250 °C，轉(zhuǎn)速每分鐘在5-10轉(zhuǎn)開動攪拌，得到鈦白粉；轉(zhuǎn)速過低，攪拌不均勻，易引起結(jié)塊，轉(zhuǎn)速過高，會有大量粉塵隨真空抽出，影響產(chǎn)品收率；優(yōu)選的，保持真空度為-0.09MP，加熱溫度為60°C，待水份去除預(yù)定值后，將比較干燥的偏鈦酸排出進(jìn)行初步破碎后，再送入真空干燥爐內(nèi)繼續(xù)干燥脫水，此時保持真空度為-0.03MP，溫度170°C，直到偏鈦酸產(chǎn)品失重量為5%，10%或15%，得到鈦白粉。
[0017]D.粉碎、篩分:將上述鈦白粉冷卻到_20°C?室溫，用粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎處理，用200-500目篩網(wǎng)或氣流分級或旋風(fēng)分級進(jìn)行篩分，得到產(chǎn)品納米鈦白粉，所述納米鈦白粉T12含量在75%?99%之間，粉體的比表面積為180?360m 2/g ;優(yōu)選的，T12含量為85%、93% 或 99%，粉體比表面積為 250m2/g、300m2/g 或 350m2/g ；
優(yōu)選地，將上述鈦白粉冷卻到室溫，并維持在室溫溫度下2個小時以上，這樣能夠充分地釋放結(jié)晶應(yīng)力，使得結(jié)晶體之間更為松散，特別地，在送入粉碎機(jī)之前，還可以對所述鈦白粉進(jìn)行噴水處理，1000千克所述鈦白粉，可以噴放0.1-0.2千克的水。由于對所述鈦白粉進(jìn)行了噴水處理，在粉碎時，鈦白粉不易起揚(yáng)塵，避免了某些大塊晶體在粉碎時的飛濺，這樣粉碎后的晶體更為均勻，細(xì)膩。
[0018]E.包裝:在干凈、清潔的環(huán)境中對納米鈦白粉進(jìn)行包裝；通過該制備方法獲得T12含量高，比表面積大的納米鈦白粉，煙氣脫硝催化效果好。
[0019]更進(jìn)一步的，在步驟A后，調(diào)整pH值:將A中的漿料與去離子水按1:2-5體積比例混合、分散均勻，加入堿液，調(diào)整漿料的PH值，取樣用酸度計或pH試紙檢測溶液的pH值；重復(fù)上述加入堿液、攪拌和檢測步驟，直到獲得pH為6.5?9的偏鈦酸懸浮漿料進(jìn)入步驟B ;
酸堿度過高或過低會影響產(chǎn)品的使用壽命，pH在6.5-9之間，T12的酸堿度控制在中性或弱堿性，使用壽命長。
[0020]更進(jìn)一步地，在步驟B中所述堿液指氫氧化鈉、氫氧化鉀，三甲胺、三乙胺以及氨水中的一種或多種溶液；優(yōu)選的，選用氨水作為堿液，用常見的堿液，完成PH值的調(diào)整，成本低。
[0021]更進(jìn)一步地，步驟B中所述沉降包括重力沉降和離心沉降中的一種或多種方式，所述過濾包括抽濾和壓濾中的一種或多種方式。
[0022]更進(jìn)一步地，步驟B中所述取樣檢測包括:用碳硫儀檢測總硫含量，用分光光度法在波長700nm下檢測磷酸根含量，用AAS或AES或ICP-AES或ICP-MS檢測重金屬及鉀、鈉、鐵、金屬離子的含量；用儀器進(jìn)行精確檢測，便于控制離子含量，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0023]更進(jìn)一步地，步驟C中所述烘干包括凍干，真空干燥，氣流干燥、噴霧干燥中的一種或多種方法；用工業(yè)常用干燥方法，去除水分，便于制粉。
[0024]更進(jìn)一步地，步驟D中所述粉碎機(jī)為氣流粉碎機(jī)、萬能粉碎機(jī)、雷蒙磨、剪切式粉碎機(jī)、沖擊式粉碎機(jī)中的一種或多種。
[0025]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所述制備方法工藝和材料簡單，制備所得納米鈦白粉比表面積大，1102含量高。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種煙氣脫硝催化劑納米鈦白粉的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: A.偏鈦酸的來源:用硫酸法制取的偏鈦酸(也稱為水合二氧化鈦)，懸浮漿料可以直接進(jìn)入下步環(huán)節(jié)； B.洗滌、過濾:通過沉降、過濾的方式將上述懸浮漿料中的水分脫除；脫除大部分水分的偏鈦酸物料用去離子水洗滌，而后再次通過沉降、過濾的方式脫除懸浮漿料中的水分，進(jìn)行多次洗滌和過濾脫水；每次洗滌完畢后均采用測濾液電導(dǎo)率的方法間接控制離子濃度，當(dāng)濾液電導(dǎo)率低于lOOOus/cm時，改用取樣檢測和重復(fù)洗滌控制離子濃度，直至獲得硫酸根尚子含量< 0.9%，磷酸根尚子含量< 0.4%，重金屬及鉀、鈉、鐵等金屬尚子的含量均< 10ppm的偏鈦酸； C.干燥:將上述洗滌脫除部分水分后的偏鈦酸物料在烘干溫度_20°C?280°C之間，壓力-0.1MPa?IMPa之間進(jìn)行烘干I?30小時，烘干后得到失重在1%?25%之間的鈦白粉； D.粉碎、篩分:將上述鈦白粉冷卻到-20°C?室溫，用粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎處理，用200-500目篩網(wǎng)或氣流分級或旋風(fēng)分級進(jìn)行篩分，得到產(chǎn)品納米鈦白粉，所述納米鈦白粉Τ?02含量在75%?99%之間，粉體的比表面積為180?360m2/g ； E.包裝:在干凈、清潔的環(huán)境中對納米鈦白粉進(jìn)行包裝。
2.如權(quán)利要求1所述的煙氣脫硝催化劑納米鈦白粉的制備方法，其特征在于:在步驟A后，調(diào)整pH值:將A中的漿料與去離子水按1:2-5體積比例混合、分散均勻，加入堿液，調(diào)整漿料的PH值，取樣用酸度計或pH試紙檢測溶液的pH值；重復(fù)上述加入堿液、攪拌和檢測步驟，直到獲得pH為6.5?9的偏鈦酸懸浮漿料進(jìn)入步驟B。
3.如權(quán)利要求2所述的煙氣脫硝催化劑納米鈦白粉的制備方法，其特征在于:在步驟B中所述堿液指氫氧化鈉、氫氧化鉀，三甲胺、三乙胺以及氨水中的一種或多種溶液。
4.如權(quán)利要求1所述的煙氣脫硝催化劑納米鈦白粉的制備方法，其特征在于:步驟B中所述沉降包括重力沉降和離心沉降中的一種或多種方式，所述過濾包括抽濾和壓濾中的一種或多種方式。
5.如權(quán)利要求1所述的煙氣脫硝催化劑納米鈦白粉的制備方法，其特征在于:步驟B中所述取樣檢測包括:用碳硫儀檢測總硫含量，用分光光度法在波長700nm下檢測磷酸根含量，用AAS或AES或ICP-AES或ICP-MS檢測重金屬及鉀、鈉、鐵、金屬離子的含量。
6.如權(quán)利要求1所述的煙氣脫硝催化劑納米鈦白粉的制備方法，其特征在于:步驟C中所述烘干包括凍干，真空干燥，氣流干燥、噴霧干燥中的一種或多種方法。
7.如權(quán)利要求1所述的煙氣脫硝催化劑納米鈦白粉的制備方法，其特征在于:步驟D中所述粉碎機(jī)為氣流粉碎機(jī)、萬能粉碎機(jī)、雷蒙磨、剪切式粉碎機(jī)、沖擊式粉碎機(jī)中的一種或多種。
【文檔編號】C01G23/047GK104475071SQ201410671644
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】劉濤, 常志東, 劉果, 王凱, 翁木香 申請人:廣西美之峰科技有限責(zé)任公司