[发明专利]一步法制备苯胺类导电聚合物原位包覆的脱硝滤料

说明书

本发明提供了一种一步法制备苯胺类导电聚合物原位包PANI@MnO₂/PPS脱硝滤料的制备方法，属于PPS滤料功能化改性技术领域。通过对PPS滤料进行苯胺类导电聚合物原位包覆的同时生成MnO₂低温脱硝催化剂，增加MnO₂催化剂和PPS滤料的粘结强度的同时，赋予PPS滤料更好机械性能。本发明通过对形成MnO₂的同时在滤料表面包覆一层聚苯胺薄膜，得到分散性好且与滤料结合紧密催化层；聚苯胺薄膜一方面增加滤料的强度，另一方面由于聚苯胺自身的导电性，使得滤料具有抗静电性，过滤烟灰时，颗粒物不易吸附在滤料表面，减少滤料定期清洗的次数。

技术领域

本发明属于PPS滤料功能化改性技术领域，特别涉及到一种一步法制备苯胺类导电聚合物原位包覆的PANI@MnO₂/PPS脱硝滤料。

背景技术

来自固定源的NO_x 作为一种重要的大气污染物，不仅会造成生态破坏，还严重影响人体健康。鉴于此，许多国家都制定了严格的NO_x排放法，相应的NO_x脱除技术也得到了广泛的研究和应用。其中，用NH₃选择性催化还原NO（NH₃-SCR）作为一种最成熟的脱硝技术得到了商业应用。但是，其所用的V-基催化剂存在运行温度窗口高（300-400℃），V-基催化剂有毒和安装费用高等缺点。因此，开发低温（< 200℃）活性优异的NH₃-SCR是很重要的。

固定源污染物除了NO_x外，还存在一些颗粒物（PM2.5，PM10）。基于此，固定源袋式除尘技术得到广泛应用和研究，其核心是滤料。需要指出的是，聚苯硫醚（PPS）由于其自身的阻燃、热稳定好，耐酸碱和老化能力强等优点得到了广泛的应用。但是，传统的PPS滤袋仅有单一的除尘功能，鉴于此，本发明以实验室自制的MnO₂催化剂为活性组份，利用苯胺类导电聚合物在PPS表面的原位包覆技术，得到粘结强度较好PANI@MnO₂/PPS脱硝功能滤料。

发明内容

本发明的目的是要提供一种苯胺类导电聚合物原位包覆PANI@MnO₂/PPS脱硝滤料的制备方法。本发明旨在解决现有脱硝催化剂低温活性不佳、制备方法复杂和PPS除尘滤料功能单一的问题。

本发明利用多次超声浸渍法将苯胺类单体其负载于PPS滤料，然后以KMnO₄ 为氧化剂，使苯胺类导电聚合物原位聚合在PPS表面，同时在PPS滤料生成MnO₂催化剂，实现一步法原位包覆，从而提高MnO₂催化剂与PPS滤料的粘结强度，得到PANI@MnO₂/PPS脱硝滤料。

为实现上述目的，本发明的具体实施方案如下：

PANI@MnO₂/PPS脱硝滤料的制备方法：

a. 配置20 mL，浓度为0.15 mol/L的苯胺类（PANI）单体的乙醇溶液， 超声20min，使其分散均匀；其中PANI指的是聚苯胺、聚邻苯二胺和聚对苯二胺中的一种；

b. 将PPS滤料剪成小圆片（质量0.7g），置于步骤a形成的均匀分散液中，充分超声浸渍至乙醇挥发完全；然后，取出滤料，在120℃下烘干12h得到负载苯胺类单体的PPS滤料；所用的聚苯硫醚（PPS）滤料为烧毛的原始PPS滤料（针刺或水刺）。

c. 配置50 mL质量分数为1%的乙酸溶液，将步骤b所得负载苯胺类单体的PPS滤料放置其中充分浸渍；