CN109174106A - 一种活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂合成方法，包括以下步骤：1)称取硝酸铁及硝酸铈，再将硝酸铁及硝酸铈溶解于蒸馏水中，然后再进行搅拌，得混合溶液A；2)称取纳米级二氧化钛，再将纳米级二氧化钛加入到步骤1)得到的混合溶液A中，搅拌均匀，得混合溶液B；3)向步骤2)得到的混合溶液B中加入活性炭粉末，搅拌均匀后进行蒸发，得糊状混合物；4)将步骤3)得到的糊状混合物进行风干，再依次进行焙烧及破碎，然后选取粒径为230μm‑300μm的颗粒，得活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂，该方法合成的钛基铁铈氧化物脱硝催化剂吸附能力强，无毒无害，且成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及一种催化剂合成方法，具体涉及一种活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂合成方法。
背景技术
燃煤电厂排放的烟气中含有大量的氮氧化物(NOx)，若不进行净化处理，将对大气环境造成严重污染。目前电站锅炉大多采用选择性催化还原(SCR)烟气脱硝技术，将烟气中的NOx转化为无毒无害的N2。上述方法中广泛使用了五氧化二钒(V2O5)作为脱硝反应的催化剂。钒系催化剂虽然具有较好的催化性能，但主要成分V2O5具有较强的生物毒性，人在催化剂的生产、安装、使用过程中存在较大的健康风险。此外，钒系催化剂原料价格高昂，使用寿命较短，废弃失效的催化剂属于危废品，将会再次对环境造成污染。因此，探索合成成本低、无毒环保的新型脱硝催化剂对电厂环保事业意义重大。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂合成方法，该方法合成的钛基铁铈氧化物脱硝催化剂吸附能力强，无毒无害，且成本较低。
为达到上述目的，本发明所述的活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂合成方法包括以下步骤：
1)称取硝酸铁及硝酸铈，再将硝酸铁及硝酸铈溶解于蒸馏水中，然后再进行搅拌，得混合溶液A，其中，混合溶液A中硝酸铁的浓度为3mol/L，混合溶液中硝酸铈的浓度为9～11mol/L；
2)称取纳米级二氧化钛，再将纳米级二氧化钛加入到步骤1)得到的混合溶液A中，搅拌均匀，得混合溶液B，其中，混合溶液B中纳米级二氧化钛浓度为0.8～1.2mol/L；
3)向步骤2)得到的混合溶液B中加入活性炭粉末，搅拌均匀后进行蒸发，得糊状混合物，其中，活性炭粉末与混合溶液A的比例为15～25g：1000mL；
4)将步骤3)得到的糊状混合物进行风干，再依次进行焙烧及破碎，然后选取粒径为230μm-300μm的颗粒，得活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂。
步骤1)中的搅拌通过磁力搅拌器搅拌30min。
步骤2)中的搅拌通过磁力搅拌器搅拌5min。
步骤3)中的搅拌通过磁力搅拌器搅拌30min。
步骤3)中蒸发的蒸发温度为80℃。
风干过程中的温度为120℃，风干时间为24h。
焙烧过程中的温度为550℃，焙烧时间为10h。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂合成方法在具体操作时，以活性炭粉末为骨架，将纳米级二氧化钛吸附于活性炭粉末空隙的表面，将铁铈等活性成分附着于纳米级二氧化钛表面，然后通过焙烧，使得活性炭粉末转化成二氧化碳，从而使得制备得到的活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂具有丰富的孔隙结构，以增加催化剂与烟气的接触面积，促进脱硝催化反应，另外，本发明制备得到的催化剂以CeO2-Fe2O3为活性成分，具有无毒无害、成本低廉及催化脱硝反应效率高的特点。
附图说明
图1为本发明制备得到的活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂的微观图；
图2为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
实施例一
本发明所述的活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂合成方法包括以下步骤：
1)称取硝酸铁及硝酸铈，再将硝酸铁及硝酸铈溶解于蒸馏水中，然后再通过磁力搅拌器搅拌30min，得混合溶液A，其中，混合溶液A中硝酸铁的浓度为3mol/L，混合溶液中硝酸铈的浓度为11mol/L；
2)称取纳米级二氧化钛，再将纳米级二氧化钛加入到步骤1)得到的混合溶液A中，然后通过磁力搅拌器搅拌5min，得混合溶液B，其中，混合溶液B中纳米级二氧化钛浓度为1.2mol/L；
3)向步骤2)得到的混合溶液B中加入活性炭粉末，通过磁力搅拌器搅拌30min后进行蒸发，其中，蒸发温度为80℃，得糊状混合物，其中，活性炭粉末与混合溶液A的比例为25g：1000mL；
4)将步骤3)得到的糊状混合物进行风干，其中，风干过程中的温度为120℃，风干时间为24h，再依次进行焙烧及破碎，其中，焙烧过程中的温度为550℃，焙烧时间为10h，然后选取粒径为230μm-300μm的颗粒，得活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂。
实施例二
本发明所述的活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂合成方法包括以下步骤：
1)称取硝酸铁及硝酸铈，再将硝酸铁及硝酸铈溶解于蒸馏水中，然后再通过磁力搅拌器搅拌30min，得混合溶液A，其中，混合溶液A中硝酸铁的浓度为3mol/L，混合溶液中硝酸铈的浓度为9mol/L；
2)称取纳米级二氧化钛，再将纳米级二氧化钛加入到步骤1)得到的混合溶液A中，然后通过磁力搅拌器搅拌5min，得混合溶液B，其中，混合溶液B中纳米级二氧化钛浓度为0.8mol/L；
3)向步骤2)得到的混合溶液B中加入活性炭粉末，通过磁力搅拌器搅拌30min后进行蒸发，其中，蒸发温度为80℃，得糊状混合物，其中，活性炭粉末与混合溶液A的比例为15g：1000mL；
4)将步骤3)得到的糊状混合物进行风干，其中，风干过程中的温度为120℃，风干时间为24h，再依次进行焙烧及破碎，其中，焙烧过程中的温度为550℃，焙烧时间为10h，然后选取粒径为230μm-300μm的颗粒，得活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂。
实施例三
本发明所述的活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂合成方法包括以下步骤：
1)称取硝酸铁及硝酸铈，再将硝酸铁及硝酸铈溶解于蒸馏水中，然后再通过磁力搅拌器搅拌30min，得混合溶液A，其中，混合溶液A中硝酸铁的浓度为3mol/L，混合溶液中硝酸铈的浓度为10mol/L；
2)称取纳米级二氧化钛，再将纳米级二氧化钛加入到步骤1)得到的混合溶液A中，然后通过磁力搅拌器搅拌5min，得混合溶液B，其中，混合溶液B中纳米级二氧化钛浓度为1mol/L；
3)向步骤2)得到的混合溶液B中加入活性炭粉末，通过磁力搅拌器搅拌30min后进行蒸发，其中，蒸发温度为80℃，得糊状混合物，其中，活性炭粉末与混合溶液A的比例为20g：1000mL；
4)将步骤3)得到的糊状混合物进行风干，其中，风干过程中的温度为120℃，风干时间为24h，再依次进行焙烧及破碎，其中，焙烧过程中的温度为550℃，焙烧时间为10h，然后选取粒径为230μm-300μm的颗粒，得活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂。
实施例四
本发明所述的活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂合成方法包括以下步骤：
1)称取硝酸铁及硝酸铈，再将硝酸铁及硝酸铈溶解于蒸馏水中，然后再通过磁力搅拌器搅拌30min，得混合溶液A，其中，混合溶液A中硝酸铁的浓度为3mol/L，混合溶液中硝酸铈的浓度为9.5mol/L；
2)称取纳米级二氧化钛，再将纳米级二氧化钛加入到步骤1)得到的混合溶液A中，然后通过磁力搅拌器搅拌5min，得混合溶液B，其中，混合溶液B中纳米级二氧化钛浓度为0.9mol/L；
3)向步骤2)得到的混合溶液B中加入活性炭粉末，通过磁力搅拌器搅拌30min后进行蒸发，其中，蒸发温度为80℃，得糊状混合物，其中，活性炭粉末与混合溶液A的比例为18g：1000mL；
4)将步骤3)得到的糊状混合物进行风干，其中，风干过程中的温度为120℃，风干时间为24h，再依次进行焙烧及破碎，其中，焙烧过程中的温度为550℃，焙烧时间为10h，然后选取粒径为230μm-300μm的颗粒，得活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂。
实施例五
本发明所述的活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂合成方法包括以下步骤：
1)称取硝酸铁及硝酸铈，再将硝酸铁及硝酸铈溶解于蒸馏水中，然后再通过磁力搅拌器搅拌30min，得混合溶液A，其中，混合溶液A中硝酸铁的浓度为3mol/L，混合溶液中硝酸铈的浓度为10.5mol/L；
2)称取纳米级二氧化钛，再将纳米级二氧化钛加入到步骤1)得到的混合溶液A中，然后通过磁力搅拌器搅拌5min，得混合溶液B，其中，混合溶液B中纳米级二氧化钛浓度为1.15mol/L；
3)向步骤2)得到的混合溶液B中加入活性炭粉末，通过磁力搅拌器搅拌30min后进行蒸发，其中，蒸发温度为80℃，得糊状混合物，其中，活性炭粉末与混合溶液A的比例为23g：1000mL；
4)将步骤3)得到的糊状混合物进行风干，其中，风干过程中的温度为120℃，风干时间为24h，再依次进行焙烧及破碎，其中，焙烧过程中的温度为550℃，焙烧时间为10h，然后选取粒径为230μm-300μm的颗粒，得活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂。
本发明所述的催化剂以粉末活性炭为骨架，在溶液中，TiO2成分附着在活性炭孔隙表面，铁铈等活性成分附着在TiO2表面，再通过马弗炉进行焙烧，使得活性炭转化成CO2，而丰富的孔隙结构得以保留，从而大大的增加催化剂与烟气的接触面积，以促进脱硝催化反应。
Claims (7)
1.一种活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)称取硝酸铁及硝酸铈，再将硝酸铁及硝酸铈溶解于蒸馏水中，然后再进行搅拌，得混合溶液A，其中，混合溶液A中硝酸铁的浓度为3mol/L，混合溶液中硝酸铈的浓度为9～11mol/L；
2)称取纳米级二氧化钛，再将纳米级二氧化钛加入到步骤1)得到的混合溶液A中，搅拌均匀，得混合溶液B，其中，混合溶液B中纳米级二氧化钛浓度为0.8～1.2mol/L；
3)向步骤2)得到的混合溶液B中加入活性炭粉末，搅拌均匀后进行蒸发，得糊状混合物，其中，活性炭粉末与混合溶液A的比例为15～25g：1000mL；
4)将步骤3)得到的糊状混合物进行风干，再依次进行焙烧及破碎，然后选取粒径为230μm-300μm的颗粒，得活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂。
2.根据权利要求1所述的活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂合成方法，其特征在于，步骤1)中的搅拌通过磁力搅拌器搅拌30min。
3.根据权利要求1所述的活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂合成方法，其特征在于，步骤2)中的搅拌通过磁力搅拌器搅拌5min。
4.根据权利要求1所述的活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂合成方法，其特征在于，步骤3)中的搅拌通过磁力搅拌器搅拌30min。
5.根据权利要求1所述的活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂合成方法，其特征在于，步骤3)中蒸发的蒸发温度为80℃。
6.根据权利要求1所述的活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂合成方法，其特征在于，风干过程中的温度为120℃，风干时间为24h。
7.根据权利要求1所述的活性炭骨架钛基铁铈氧化物脱硝催化剂合成方法，其特征在于，焙烧过程中的温度为550℃，焙烧时间为10h。
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