[发明专利]一种担载型氧化铬催化剂及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂及其制备和应用，具体的说涉及一种担载型氧化铬催化剂及其制备和应用，能够在环境温度催化氧化NO，获得极高的转化率，并且能够长时间保持稳定。

背景技术

随着我国城市化进程的快速发展，城市机动车保有量也在不断攀升。随之造成的环境污染也日益严重，2009年全国机动车排放污染物5143.3万吨，其中一氧化碳4018.8万吨，碳氢化合物482.2万吨，氮氧化物583.3万吨，颗粒物59.0万吨。可见氮氧化物（NOx）就是其中主要污染物之一。 

目前已投入规模化工程应用的NOx末端治理技术主要是选择性催化还原法、汽车尾气三效催化法（中国有色金属学报,2004,14:347-353）、吸附法（Fuel,Vol. 76, No. 6, pp. 543-548, 1997; Applied Catalysis B: Environmental 125 (2012) 398–408; Chemical Engineering Journal 116 (2006) 25–37）、吸收法（Chemical Engineering Journal, 192 (2012) 99–104；Fuel 96 (2012) 440–445；Catalysis Today, June 2012, doi:10.1016/j.cattod.2012.05.050; Catalysis Today 126 (2007) 400–405）。消除率可达80%以上，可将污染气体中的NOx浓度从1000 ppm左右降到100-200 ppm，不过，它无法应用于低温（≤200℃）或低浓度（≤200ppm）NOx的净化。即使通过吸附的方法，由于汽车排放的NOx中，90%以上为NO，而NO在常温以上为超临界流体，其物理吸附作用很弱，因此，NOx净化效果依然较差，而且吸附并未改变NO的存在状态，将其从吸附剂中脱附后，还是要面临NO的治理问题，并不能彻底解决NOx污染问题。而通过酸碱中和反应的吸收法简单易行，并可将污染物NOx转化为商业产品，变废为宝，极具应用前景。该法的使用前提是，将NO部分氧化为NO₂，得到NO₂占比重为50-60%的NOx气体，这样才有利于进行高效的吸收。目前NO催化氧化温度通常在200^oC以上，常温几乎无法使其转化。较长使用的NO催化氧化材料是活性炭纤维，但是效率较低。因此在本发明中，我们开发了一种担载型含铬催化材料，不仅实现了NO常温常压的高效催化氧化，而且能够保持较长的稳定性，是目前所报道用于NO催化氧化的担载型催化剂中活性和稳定性能较好的催化材料。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种担载型氧化铬催化剂及其制备和应用。

一种担载型氧化铬催化剂，其特征在于，以氧化铝、氧化硅、氧化锰、氧化钛中的一种或其组合为载体，硝酸铬、氯化铬中的一种或其组合作为铬源，采用沉积沉淀法，或浸渍法制备获得的以铬为活性组分的担载型铬催化剂。

一种担载型氧化铬催化剂的制备方法，其特征在于，所述担载型铬催化剂采用沉积沉淀法，或浸渍法制备获取，具体为：

（1）沉积沉淀法：称取铬前躯体10.0 克溶解于100 毫升去离子水中，加入载体粉末，在常温～100℃搅拌，加入沉淀剂，调节PH为 3～9后，搅拌5～8 小时，过滤，洗涤，60～150℃干燥12 小时，100～700℃煅烧2～6小时，得到常温常压催化氧化的担载型氧化铬催化剂，理论担载量为载体的1～300%；

（2）浸渍法：称取铬前躯体，配成溶液，加入氧化物载体粉末，理论担载量为载体的1～300%，搅拌，静置12～72小时，100℃干燥12～72小时，在100～700℃煅烧2～6小时，得到常温常压催化氧化的担载型氧化铬催化剂。

所述铬前躯体为硝酸铬、氯化铬中的一种或其组合。

所述沉淀剂为碳酸氢铵（NH₄HCO₃）、尿素、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、碳酸钠（Na₂CO₃）中的一种或其组合。

所述载体粉末为氧化铝、氧化硅、氧化锰、氧化钛等单相或混合相氧化物中的一种或其组合。

一种担载型氧化铬催化剂在环境温度催化氧化一氧化氮的应用。

所述催化剂应用时的反应气氛为5-100 ppm NO，其余为空气。