本技術(shù)涉及一種金屬負(fù)載改性活性焦催化劑，屬于催化劑領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、鋼鐵行業(yè)中，燒結(jié)、煉焦工段產(chǎn)生大量有毒有害廢氣，亟待進(jìn)行深度凈化處理。氮氧化物和一氧化碳是燒結(jié)機(jī)尾氣和焦?fàn)t煙氣中兩種危害較大的大氣污染物。鋼廠燒結(jié)機(jī)尾氣風(fēng)量大，氮氧化物的含量平均在250～400mg/m3，最高能達(dá)到700mg/m3，co含量較高，體積濃度0.6～1.2％，質(zhì)量濃度在10000mg/m3；焦?fàn)t煙氣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學(xué)煙霧，酸雨，臭氧層空洞等大氣危害，也會(huì)對(duì)人體健康帶來(lái)不利影響。co對(duì)人類和動(dòng)物是一種有毒的氣體，非常容易和血液中的血紅蛋白結(jié)合削弱血紅蛋白的輸氧能力。co對(duì)大氣環(huán)境有著重要的影響：co會(huì)與vocs和nox—起發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，從而引起臭氧濃度的升髙；co是大氣平流層中最重要活性物質(zhì)oh自由基的控制氣體，能控制oh與大氣中幾乎所有的痕量氣體反應(yīng)，從而進(jìn)一步影響大氣環(huán)境。目前絕大多數(shù)的燒結(jié)機(jī)和焦?fàn)t均已安裝scr脫硝設(shè)施，nox的超量排放得到了有效控制，但co一直沒有得到有效治理。對(duì)co的治理正日益受到重視，有必要開發(fā)一種在煙氣排溫區(qū)間可協(xié)同脫除co和no的高效催化體系。

2、活性焦是一種是以煤為原料制成的多孔質(zhì)碳質(zhì)材料，有著強(qiáng)度高，細(xì)孔結(jié)構(gòu)獨(dú)特等特點(diǎn)，多為8～9mm圓柱狀，已廣泛用于煙氣干法脫硫，具有脫硫效率高，硫容高等優(yōu)點(diǎn)。此外，金屬改性活性焦還具有低溫脫硝性能。

3、中國(guó)專利cn103406122?b報(bào)道了一種脫除氮氧化物和一氧化碳的催化劑及其制備方法，該催化劑為活性炭負(fù)載的氧化銅或氧化亞銅，在含有no和co的模擬煙氣氣氛下顯示了同時(shí)脫除一氧化氮和一氧化碳的脫除效果。但該催化劑低溫轉(zhuǎn)化率偏低，如200℃時(shí)co轉(zhuǎn)化率僅為27％，溫度升高至250℃以上時(shí)no和co的脫除率可以達(dá)到90％以上，但該催化劑制備時(shí)載體采用椰殼活性炭，在富氧氣氛下250℃如此高的溫度操作時(shí)會(huì)增加催化劑自燃的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對(duì)上有技術(shù)缺陷，制備一種過(guò)渡金屬負(fù)載的改性活性焦催化劑，該催化劑成本低廉，兼具兩種催化功能，可在低溫區(qū)間有效催化no-nh3-scr反應(yīng)和co氧化反應(yīng)。

2、本技術(shù)提供了一種改性活性焦負(fù)載的過(guò)渡金屬催化劑，該催化劑可同時(shí)催化氨選擇性還原氮氧化物反應(yīng)和一氧化碳氧化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)在同一催化床層上no和co的同時(shí)催化消除。

3、根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)方面，提供了一種雙金屬改性活性焦催化劑。該催化劑在活性焦表面負(fù)載雙金屬，構(gòu)筑不同的反應(yīng)活性位點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜煙氣中no和co的一步法同時(shí)脫除。

4、根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)方面，提供一種可同時(shí)催化氨選擇性還原氮氧化物反應(yīng)和一氧化碳氧化反應(yīng)的ni-ce/改性活性焦催化劑。

5、該催化劑包含第一組分、第二組分和對(duì)第一組分，第二組分提供物理載體和協(xié)同或輔助催化作用的改性活性焦，其中：第一組分為nio；第二組分為ceo2。

6、可選地，第一組分所述金屬氧化物在所述催化劑中的含量為3～30wt％；優(yōu)選地為5～15wt％；

7、可選地，第二組分所述金屬氧化物在所述催化劑中的含量為3％～20wt％，優(yōu)選地為5-15wt％；

8、改性活性焦為第一組分，第二組分提供物理載體并起到協(xié)同或輔助催化作用，以催化劑的總重量為基準(zhǔn)，可選地其含量為50wt％-96wt％，優(yōu)選地為70wt％-90wt％。

9、第一組分和第二組分中鎳與鈰的原子比可以為1：10至10:1，優(yōu)選地為1:1至4:1。

10、本技術(shù)還提供了一種制備上述催化劑的制備方法，以酸改性活性焦為載體，將載體置于ni和ce的無(wú)機(jī)鹽混合水溶液中浸漬、干燥、焙燒制得。

11、進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，所述方法具體至少包括以下步驟：

12、①活性焦改性：

13、稱取一定量活性焦顆粒(30g)置于干燥燒杯中，加入濃度為63wt％的硝酸溶液，在室溫條件下過(guò)量浸漬6h。處理后的樣品用去離子水沖洗至中性，放入105℃烘箱中干燥12h，得到改性活性焦樣品。

14、②金屬負(fù)載：

15、采用等體積浸漬法制備金屬負(fù)載型催化劑，取適量改性后活性焦顆粒置于燒杯中，根據(jù)測(cè)定的活性焦吸水率計(jì)算出活性焦飽和吸水量，將適量ni(no3)2·6h2o和ce(no3)3·6h2o溶于去離子水中得到混合溶液。將改性后活性焦顆粒置于混合溶液中，室溫下浸漬2h。

16、通過(guò)調(diào)節(jié)浸漬溶液中ni(no3)2·6h2o和ce(no3)3·6h2o的摩爾量來(lái)制備不同比例及負(fù)載量的雙金屬催化劑。

17、③干燥和焙燒：

18、浸漬后的活性焦樣品放入烘箱中，在105℃條件下干燥12h后，置于石英管中在氮?dú)夥諊?00℃焙燒2h,即得到改性活性焦負(fù)載ni、ce雙金屬催化劑，記為m-xni-yce/ac-n。(其中，m為金屬負(fù)載量，x、y為ni、ce比例)

19、根據(jù)本技術(shù)的另一個(gè)方面，提供了一種ni-ce/改性活性焦催化劑在同時(shí)催化氨選擇性還原氮氧化物反應(yīng)和一氧化碳氧化反應(yīng)中的應(yīng)用。

20、可選地，所述應(yīng)用為在消除煙氣排放的氮氧化物和一氧化碳中的應(yīng)用。

21、可選地，所述煙氣來(lái)源是固定源。

22、可選地，將含有氮氧化物、一氧化碳、氧氣和氨氣的混合氣通入含有本技術(shù)的非貴金屬?gòu)?fù)合氧化物催化劑的反應(yīng)器，所述反應(yīng)的條件為：體積空速為1000～5000h-1，溫度為100～250℃。

23、優(yōu)選地，體積空速為2000～3000h-1，溫度為150～200℃。

24、作為一種具體的實(shí)施方式，提供了一種固定源煙氣的凈化方法，所述方法至少包括：將含有氮氧化物、一氧化碳和氨氣的混合氣在所述的ni-ce/改性活性焦催化劑的存在下進(jìn)行凈化處理。

25、本技術(shù)提供的ni-ce/改性活性焦催化劑用于固定源煙氣凈化系統(tǒng)中的氮氧化物選擇性催化還原nh3-scr過(guò)程和一氧化碳的催化氧化過(guò)程，在煙氣中加入氨氣后，在一定的溫度區(qū)間，no和co可同時(shí)被消除，脫除效率可同時(shí)達(dá)到90％以上。

26、本技術(shù)能產(chǎn)生的有益效果包括：

27、1)本技術(shù)所提供的過(guò)渡金屬負(fù)載改性活性焦雙功能催化劑，通過(guò)豐富催化活性點(diǎn)位，構(gòu)建了催化劑表面上的多種氧化還原循環(huán)，并且表現(xiàn)出了協(xié)同效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了低溫條件下同一催化劑上no和co的同時(shí)催化消除。

28、2)本技術(shù)所提供的過(guò)渡金屬負(fù)載改性活性焦雙功能催化劑，用于煙氣治理，可以大大簡(jiǎn)化治理流程，降低污染物治理成本。采用常規(guī)分步脫除no及co的方法，需設(shè)置不同的反應(yīng)單元，安裝不同的催化劑，勢(shì)必會(huì)增加場(chǎng)地面積、設(shè)備投資和運(yùn)行成本。本技術(shù)提供的no和co一體化消除過(guò)渡金屬負(fù)載改性活性焦雙功能催化劑可有效地規(guī)避上述問題，該催化劑即可以高效催化no和nh3的scr反應(yīng)，同時(shí)也可以高效催化co的氧化反應(yīng)，在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)一步完成no和co的高效脫除，使治理過(guò)程更為緊湊高效。

29、3)本技術(shù)所提供的過(guò)渡金屬負(fù)載改性活性焦雙功能催化劑，不含貴金屬，成本較低，可適用于煙氣量巨大的固定源煙氣污染物治理。