[发明专利]一种低浓度一氧化氮消除催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及低浓度一氧化氮消除催化剂的制备，适用于环境污染物NO的催化氧化，在环境净化领域具有应用前景。

背景技术

移动交通工具越来越多，随之产生的废气已成为城市污染的主要来源之一。为了消除这些污染源，已投入了大量的研究，但是这些消除技术并不能完全把污染去除，依然存在很低浓度的废气，若把这些废气排放在半封闭的空间里，如地下停车场，隧道等，由于排风系统的限制，并不能把这些污染物及时排放出去，经过日积月累，污染物的浓度越来越大，造成空气严重污染。氮氧化物为其中一种污染物，主要包括一氧化氮（90%）和二氧化氮（10%），因此本文主要针对一氧化氮的消除做了一系列的研究。

中国发明专利公开了一系列纯相氧化铬催化剂，或以氧化铬为载体担载或掺杂不同金属氧化物催化剂，或在载体上担载氧化铬催化剂的制备方法，用于一氧化氮的消除。虽然这些催化剂具有一定的活性，但是在制备氧化铬的过程中，不可避免的会产生高价铬的氧化物，属于有毒有害物质，会对人体健康产生严重危害，这些催化剂的使用会造成环境的二次污染。

发明内容

为了克服上述现有低浓度氮氧化物治理技术存在的缺陷，本发明提供了一种低浓度一氧化氮消除催化剂及制备方法和应用。

一种低浓度一氧化氮消除催化剂的制备方法，其特征在于，该催化剂为稀土掺杂锰基复合氧化物，用于低浓度一氧化氮的消除，具体步骤如下：

将稀土盐和锰盐溶于40毫升水中，常温搅拌并滴加25毫升草酸溶液使溶液沉淀，继续搅拌1.5小时，将得到的悬浮液进行过滤洗涤后放入70℃烘箱中干燥12小时，然后放入马弗炉中400℃焙烧3小时，制得稀土锰基复合氧化物。

所述的稀土盐为硝酸镧，氯化镧，硝酸铈，硫酸铈，硝酸钕，氯化钕中的一种或其组合，所述的锰盐为硝酸锰，氯化锰中的一种或其组合。

所述的锰盐与稀土盐的比例为1～9，稀土盐溶液浓度为0.07～0.4 mol/L，所述的锰盐溶液浓度为0.4～0.7 mol/L，

所述的草酸溶液浓度为1.5～2.5 mol/L。

一种低浓度一氧化氮消除催化剂，根据上述任一所述方法制备得到。

一种低浓度一氧化氮消除催化剂用于一氧化氮催化氧化反应，在常温常压下高效催化氧化一氧化氮。

反应活性评价：将上述获得的催化剂在25℃下通入反应气，进行活性测试，总流量为370～380 mL/min（STP）。

具体实施方式

下面结合具体实施例进行详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

实施例1：

称取4.87 g硝酸镧，2.97 g氯化锰溶于40 mL水中，在室温下搅拌均匀，滴加25 mL1.78 mol/L的草酸水溶液，继续搅拌1.5小时后过滤洗涤，70 ℃烘箱中干燥12小时，然后在马弗炉中400 ℃焙烧3小时，得到镧锰复合氧化物La1Mn1。

称取0.200 g La1Mn1催化剂置于外径为Φ6，内径为Φ4的U型反应管中，然后放入25℃水浴中，通入10 ppm NO反应气，其余为空气，空速为110000 mL·g^-1·h^-1，NO的最高消除率为10%。

实施例2：

称取2.44 g硝酸镧，4.45 g氯化锰溶于40 mL水中，在室温下搅拌均匀，滴加25 mL1.78 mol/L的草酸水溶液，继续搅拌1.5小时后过滤洗涤，70℃烘箱中干燥12小时，然后在马弗炉中400℃焙烧3小时，得到镧锰复合氧化物La1Mn3。

称取0.200 g La1Mn3催化剂置于外径为Φ6，内径为Φ4的U型反应管中，然后放入25℃水浴中，通入10ppm NO反应气，其余为空气，空速为110000 mL·g^-1·h^-1，NO的最高消除率为62 %。

实施例3：

称取1.62 g硝酸镧，4.95 g氯化锰溶于40 mL水中，在室温下搅拌均匀，滴加25 mL1.78 mol/L的草酸水溶液，继续搅拌1.5小时后过滤洗涤，70 ℃烘箱中干燥12小时，然后在马弗炉中400℃焙烧3小时，得到镧锰复合氧化物La1Mn5。