[发明专利]一种等离子体条件下高效催化氧化去除NO的催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及催化氧化技术应用于大气污染净化技术领域，具体是一种等离子体条件下 高效催化氧化去除NO的催化剂。

技术背景

氮氧化物是引起酸雨，光化学烟雾等破坏地球生态环境和损害人体健康的主要大气污 染物。其主要来自燃煤和燃油的高温燃烧锅炉、硝酸或硝酸盐厂尾气及汽车尾气，而尾气 中主要的氮氧化物以一氧化氮(NO)的形式存在。如何消除氮氧化物的污染是环境保护中 一个非常令人关注的课题。

目前多采用氨选择性催化还原法对固定源废气中的氮氧化物进行净化处理，中国专利 CN1660492A中公开了一种低温下还原脱除氮氧化物的催化剂，该催化剂以氧化铁 (50～80％，质量比)，二氧化锰或氧化铝或三氧化铬(3～30％，质量比)，氧化铜(0.5～10％， 质量比)为主要活性组分，属于复合金属氧化物催化剂，在140℃时以氨为还原剂可使 1500ppm的NO减少93％。选择性催化还原法虽然效率较高，但设备投资大，运行费用高， 同时还存在氨的防腐蚀、防泄漏等问题。中国专利CN 1899671A中公开了一种使用催化氧 化循环喷淋液的生物膜填料塔系统净化烟气中NO_X的方法，属于生物-化学组合法净化废 气，该发明采用的催化氧化催化剂由含有Fe²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺和Al³⁺四种金属离子构成，成 分较复杂容易带来二次污染，而且微生物生长缓慢且易造成填料塔堵塞，仅适用于小流量 烟气。

选择性催化氧化法是指先将NO部分地选择性催化氧化为NO₂，再用湿法脱硫的吸收 剂(如石灰、NaOH和氨水等)吸收，实现湿法同时脱硫脱氮。目前第二步的吸收技术已 成熟，第一步的NO转化为NO₂的催化氧化技术是关键和难点。为此，科研人员开始研究 将低温等离子体技术和催化氧化技术相结合，利用等离子体空间富集的大量极活泼的高活 性物种(如离子，电子，激发态的原子分子及自由基等)，协同催化氧化反应，降低反应 的活化能，将NO转化为NO₂并进行高效吸收，以达到烟气同时脱硫脱氮，因此，开发一 种在低温等离子体条件下能够高效催化氧化NO的匹配催化剂十分必要，具有重要的现实 意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在低温等离子体条件下催化氧化NO的催化剂及其制备方 法，协同等离子体技术实现NO的催化氧化，该催化剂氧化活性突出，在50～150℃，低温 等离子体协同条件下，将NO氧化后用碱液进行吸收，NO的去除率可达80～96％。

本发明的催化剂制备方法包括如下步骤：

1)将柠檬酸和乙酸锰、硝酸锰、硫酸锰、硝酸铈、硝酸镧中的一种或两种按摩尔比 0.2～1混合得固体，按固液质量比1∶3～4用蒸馏水溶解并搅拌4h；

2)待搅拌完毕后，将溶液置于旋转蒸发仪中进行发泡处理，70～90℃处理5～10h；

3)待烧瓶内出现泡沫状固体时，取出，于100～150℃烘箱内干燥3～10h；

4)然后置于马弗炉在300～500℃温度下焙烧4～8h，即可制得所需催化剂。

本发明的催化剂制备方法简单，产率高，反应条件易掌握等优点，是一种简单可行的 制备纳米级催化剂的方法。在50～150℃，空速为10000～50000h^-1条件下，经多次实验， NO的净化效率达到80～95％。该催化剂主要用于脱除热电厂、冶炼厂、炼油厂、化工厂等 固定源所排放的工业废气中的NOx。

附图说明

图1是本发明实施例4锰氧化物催化氧化去除NO随温度变化曲线图。

具体实施方式

实施例1：

柠檬酸与乙酸锰按摩尔比＝0.67混合(固体)，用3倍于固体质量的蒸馏水溶解并搅拌 4h；待搅拌完毕后，置于旋转蒸发仪中进行发泡处理，70℃处理8h；待烧瓶内出现泡沫状 固体时，取出，于100℃烘箱内干燥10h，然后置于马弗炉在300℃温度下焙烧4h，即可 制得黑色MnOx催化剂；经压片、研磨、过筛制成40～60目的颗粒，得锰基氧化物催化剂。