的制備方法
【專利摘要】一種低溫高效脫硝催化劑MnO2的制備方法， 將P123溶解在去離子水與鹽酸的混合液中，依次加入丁醇、正硅酸乙酯并攪拌；倒入封閉的聚丙烯反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，收集固體并烘干；用乙醇-鹽酸混合液清洗后，煅燒得到KIT-6模板；滴加硝酸錳-乙醇混合液中并攪拌，分離沉淀物，用氫氧化鈉溶液、去離子水清洗至中性后烘干；置于馬弗爐中煅燒后得到目標(biāo)物。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：與傳統(tǒng)的MnO2催化劑相比，本發(fā)明制備的具有介孔結(jié)構(gòu)的MnO2催化劑比表面積大，吸附氧多、氮氧化物的去除率高；穩(wěn)定性好，在進(jìn)行脫硝處理之后，介孔結(jié)構(gòu)仍然穩(wěn)定，在低溫下的選擇性催化還原活性更高，有很好的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】一種低溫高效脫硝催化劑MnO2的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及選擇性催化還原技術(shù)(SCR)催化劑的制備技術(shù)，特別是一種低溫高效脫硝催化劑MnO2的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]NOx因?yàn)榭梢砸鹚嵊?、臭氧、霧霾等一系列環(huán)境問(wèn)題而成為需要重點(diǎn)治理的對(duì)象。目前為止，去除大氣中NOx的主流技術(shù)為選擇性催化還原煙氣脫硝技術(shù)，選擇性催化還原煙氣脫硝技術(shù)所使用的商業(yè)脫硝催化劑所適用的溫度范圍較窄并且只有在高溫下才有較高的脫硝效果，因此，煙氣脫硝工藝多采用高粉塵布置工藝(即SCR裝置布置在靜電除塵器之前以避免對(duì)燃煤煙氣進(jìn)行再加熱)。但是，這種工藝布置不僅成本高，而且還會(huì)導(dǎo)致催化劑中毒使其失活。因此研宄一種低溫的高效脫硝催化劑有很大的意義。但是傳統(tǒng)的MnO2低溫催化劑脫硝效果較差，因此提高M(jìn)nO2低溫催化劑的脫硝效果具有重大的意義。
[0003]介孔結(jié)構(gòu)的MnO2催化劑比表面積比傳統(tǒng)的催化劑大，這樣MnO 2催化劑的活性位點(diǎn)就會(huì)增加，其去除氮氧化物效率就會(huì)提高。介孔結(jié)構(gòu)的MnO2催化劑因介孔結(jié)構(gòu)的限制，MnO 2顆粒的生長(zhǎng)受限而使其顆粒尺寸較小，這樣會(huì)使胞02催化劑的還原能力增強(qiáng)進(jìn)而提高其氮氧化物去除率。介孔結(jié)構(gòu)的MnO^f化劑吸附氧的含量比傳統(tǒng)的MnO2催化劑高，吸附氧在選擇性催化還原技術(shù)中占重要的地位，因此介孔結(jié)構(gòu)的MnC^f化劑氮氧化物去除效率高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述存在問(wèn)題，提供一種低溫高效脫硝催化劑MnC^A制備方法，該方法制備的具有介孔結(jié)構(gòu)的MnO2催化劑比表面積大，吸附氧多、氮氧化物的去除率高；穩(wěn)定性好，在進(jìn)行脫硝處理之后，介孔結(jié)構(gòu)仍然穩(wěn)定，在低溫下的選擇性催化還原活性更尚。O
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:
一種低溫高效脫硝催化劑MnO2的制備方法，步驟如下:
1)將聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物(P123)溶解在去離子水與35wt%鹽酸的混合液中，加入丁醇，在35° C下攪拌I小時(shí)，然后加入正硅酸乙酯(TE0S)，在35° C下攪拌24小時(shí)，得到混合液；
2)將上述混合液倒入封閉的聚丙烯反應(yīng)釜中，在100°C下反應(yīng)24小時(shí)，將所得固體離心收集并在100° C烘干；
3)將上述烘干的固體用體積比為1:1的乙醇_35wt%鹽酸混合液清洗，然后在550°C下煅燒，得到KIT-6模板；
4)將上述KIT-6模板加入濃度為0.12g/mL的硝酸錳-乙醇混合液中，攪拌8_10小時(shí)，得到含有粉末狀沉淀物的混合液；
5)分離上述粉末狀沉淀物，用2mol/L氫氧化鈉溶液清洗以去除粉末狀沉淀物中的KIT-6模板，并用去離子水清洗至中性后，烘干備用； 6)將上述粉末狀沉淀物置于馬弗爐中從室溫以l°C/min的速率上升至350° C并保持5小時(shí)，得到介孔結(jié)構(gòu)MnO^f化劑。
[0006]所述正硅酸乙酯、聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物(P123 )、鹽酸、水與丁醇的摩爾比為:1: 0.017: 1.83: 195: 1.31。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是:
與傳統(tǒng)的MnO2催化劑相比，本發(fā)明制備的具有介孔結(jié)構(gòu)的MnO 2催化劑比表面積大，吸附氧多、氮氧化物的去除率高；穩(wěn)定性好，在進(jìn)行脫硝處理之后，介孔結(jié)構(gòu)仍然穩(wěn)定，在低溫下的選擇性催化還原活性更高，有很好的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為介孔MnO2催化劑的透射電子顯微鏡圖片。
[0009]圖2為介孔MnO2催化劑與傳統(tǒng)MnO 2催化劑的N 2吸附-脫附曲線。
[0010]圖3為介孔MnO2催化劑與傳統(tǒng)MnO 2催化劑的的X射線光電子能譜。
[0011 ] 圖4為介孔MnO2催化劑與傳統(tǒng)MnO 2催化劑的SCR活性效果圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面通過(guò)具體實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明所述的介孔MnO2催化劑的制備以及效果。同時(shí)說(shuō)明，這些實(shí)施例所敘述的技術(shù)內(nèi)容是說(shuō)明性的，而不是限定性的，不應(yīng)依此來(lái)局限本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0013]實(shí)施例:
一種低溫高效脫硝催化劑MnO2的制備方法，步驟如下:
1)將6g聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物(P123)溶解在217g去離子水與11.8g 35￥〖％鹽酸的混合液中，加入68丁醇，在35°(3下攪拌I小時(shí)，然后加入12.9g正硅酸乙酯(TE0S)，在35° C下攪拌24小時(shí)，得到混合液；
2)將上述混合液倒入封閉的聚丙烯反應(yīng)釜中，在100°C下反應(yīng)24小時(shí)，將所得固體離心收集并在100° C烘干；
3)將上述烘干的固體用體積比為1:1的乙醇_35wt%鹽酸混合液清洗，然后在550°C下煅燒，得到KIT-6模板；
4)將3g硝酸錳加入25mL乙醇中溶解得到硝酸錳-乙醇混合液，將Ig上述KIT-6模板加入硝酸錳-乙醇混合液中，攪拌8小時(shí)，得到含有粉末狀沉淀物的混合液；
5)分離上述粉末狀沉淀物，用2mol/L氫氧化鈉溶液清洗以去除粉末狀沉淀物中的KIT-6模板，并用去離子水清洗至中性后，烘干備用；
6)將上述粉末狀沉淀物置于馬弗爐中從室溫以l°C/min的速率上升至350°C并保持5小時(shí)，得到介孔結(jié)構(gòu)MnO^f化劑。
[0014]圖1為介孔MnO2催化劑的透射電子顯微鏡圖片。從圖中可以明顯的看出MnO 2均勻的介孔結(jié)構(gòu)。
[0015]圖2為介孔MnO2催化劑與傳統(tǒng)MnO2催化劑的\吸附-脫附曲線。圖中表明:介孔MnO2催化劑比傳統(tǒng)MnO 2催化劑比表面積大很多，因?yàn)榻榭譓nO 2催化劑為孔道結(jié)構(gòu)，孔體積比傳統(tǒng)MnO2催化劑大。
[0016]圖4為介孔MnO2催化劑與傳統(tǒng)MnO 2催化劑的SCR活性效果圖。圖中表明:介孔MnO2催化劑的表面吸附氧比傳統(tǒng)MnO 2催化劑高很多，因此，介孔MnO 2催化劑的SCR活性比傳統(tǒng)MnO2催化劑高。
[0017]應(yīng)用實(shí)驗(yàn):
秤取0.5g制備的催化劑放入固定床反應(yīng)器，將SCR反應(yīng)器在設(shè)定的溫度下分別進(jìn)行測(cè)定，設(shè)定溫度為 100。C、120。C、150。C、200。C、220。C、250。C、300。C、350。C，同時(shí)打開各路氣源，模擬煙氣經(jīng)過(guò)氣體混合器，控溫預(yù)熱器之后進(jìn)入到SCR反應(yīng)器中。模擬煙氣流經(jīng)催化床的過(guò)程中，NH3在催化劑作用下選擇性的將NO還原為N2和!120。模擬煙氣中各成分濃度為:煙氣總流量為200mL/min，500 ppm NO, 500 ppm NH3, 3% O2, 5% H2O (應(yīng)用時(shí))，N2平衡氣。
[0018]圖4為介孔MnO2催化劑與傳統(tǒng)MnO 2催化劑的SCR活性效果圖。圖中表明:介孔MnO2催化劑的SCR活性明顯比傳統(tǒng)MnO 2催化劑的SCR活性高很多，證明介孔MnO 2催化劑對(duì)
NO有很高的去除率。
【權(quán)利要求】
1.一種低溫高效脫硝催化劑MnO2的制備方法，其特征在于步驟如下: 1)將聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物(P123)溶解在去離子水與35wt%鹽酸的混合液中，加入丁醇，在35° C下攪拌I小時(shí)，然后加入正硅酸乙酯(TE0S)，在35° C下攪拌24小時(shí)，得到混合液； 2)將上述混合液倒入封閉的聚丙烯反應(yīng)釜中，在100°C下反應(yīng)24小時(shí)，將所得固體離心收集并在100° C烘干； 3)將上述烘干的固體用體積比為1:1的乙醇_35wt%鹽酸混合液清洗，然后在550°C下煅燒，得到KIT-6模板； 4)將上述KIT-6模板加入濃度為0.12g/mL的硝酸錳-乙醇混合液中，攪拌8_10小時(shí)，得到含有粉末狀沉淀物的混合液； 5)分離上述粉末狀沉淀物，用2mol/L氫氧化鈉溶液清洗以去除粉末狀沉淀物中的KIT-6模板，并用去離子水清洗至中性后，烘干備用； 6)將上述粉末狀沉淀物置于馬弗爐中從室溫以l°C/min的速率上升至350°C并保持5小時(shí)，得到介孔結(jié)構(gòu)MnO^f化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述低溫高效脫硝催化劑MnO2的制備方法，其特征在于:所述正硅酸乙酯、聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物(P123)、鹽酸、水與丁醇的摩爾比為: 0.017: 1.83: 195: 1.31。
【文檔編號(hào)】B01J23/34GK104475084SQ201410715755
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】展思輝, 李軼, 朱丹丹, 邱明英 申請(qǐng)人:南開大學(xué)