[发明专利]室温同时去除微量NO和NH3的高效纳米催化剂

说明书

技术领域

本发明为室温同时去除微量NO和NH₃的高效纳米催化剂，涉及催化科学和节能领域中环保技术。其特征是以蜂窝陶瓷材料为基体，以γ-Al₂O₃为载体，先负载Anatase晶型TiO₂粉末，在负载活性组分介孔氧化铜。其中γ-Al₂O₃和TiO₂的含量分别为5～15wt％和5～10wt％，介孔氧化铜为5～20wt％。本发明的整体型催化剂在0～40℃的温度窗口，同时NH₃和NO_x去除率大于95％。

本发明还涉及上述催化剂的制备方法。

本发明还涉及上述催化剂应用于精密仪器和微电子等行业的氮氧化物和氨气去除。

背景技术

随着我国高精密仪器和微电子的行业发展，与之对应洁净厂房的要求对空气的质量越来越高。因为空气中的微量的有害气体对严重影响产品的质量，其中空气的氮氧化物(NO_x)和NH₃对产品的质量影响较为突出。根据NO_x的来源主要是大气环境污染物NO_x，包括汽车尾气排放的NO_x和锅炉燃烧转化的NO_x，同时在微电子行业本身也有部分NOx产生。NH₃的主要来源行业本身氨处理的过程。这些物质的浓度非常低，一般以ppb为单位。这两种气体在同时去除原理上可以用工业上的NH₃选择性催化还原NO_x技术(Selective Catalytic Reduction of NOx by ammonia，NH₃-SCR)。

在NH₃-SCR技术中，采用商用催化剂V₂O₅-WO₃/TiO₂，300℃时NO转化率达90％以上。即使低温NH₃-SCR技术也需要100℃以上，这不仅浪费能源，也不能符合现有的精密仪器和微电子行业的生产要求。在这方面，发达国家处于国际领先的地位。对于精密洁净厂房的空气质量控制技术的专利，多为日本、美国、欧洲等发达国家和地区所申请，中国申请的专利很少，涉及技术核心—实用型催化剂则更少。

然而，不管是国外还是国内，目前基本采用吸附法。吸附法中常用吸附剂是高比表面的多孔材料如活性炭、分子筛等。因为NO_x和NH₃的沸点较低且分子具有较强的极性，所以在室温下气态NO_x和NH₃在表面为非极性或者弱极性活性炭等材料上的吸附一般较弱，因此在实际应用中通常需要对这些多孔物质进行改性，以提高其吸附能力。然而，无论物理吸附还是化学吸附都不能得到满意的效果，因为当吸附和脱附达到平衡时(即吸附饱和时)，吸附剂就会失效或需要再生。

本发明的目的是提供一种室温同时去除微量NO和NH₃的高效纳米催化剂，其特征是以蜂窝陶瓷材料为基体，以γ-Al₂O₃为载体，先负载Anatase晶型TiO₂粉末，在负载活性组分介孔氧化铜。其中γ-Al₂O₃和TiO₂的含量分别为5～15wt％和5～10wt％，介孔氧化铜为5～20wt％。本发明的整体型催化剂在0～40℃的温度窗口，同时NH₃和NO_x去除率大于95％，而且使用寿命大于1年。本发明适用于精密仪器和微电子等行业的氮氧化物和氨气去除。

发明内容

本发明的目的在于提供一种0～40℃室温同时去除微量NO和NH₃的高效纳米催化剂。

本发明的另一个目的是提供制备上述整体型催化剂的方法。

本发明还涉及上述催化剂用于同时去除微量NO和NH₃。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

本发明提供的催化剂，采用以下方法合成：

1.第一载体γ-Al₂O₃在蜂窝陶瓷上的涂覆