[发明专利]一种高分子型尾气净化催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子型尾气净化催化剂及其制备方法,属于环保技术领域。

背景技术

随着社会与经济的发展,汽车逐渐走进千家万户,随着而来的则是汽车尾气排放问题。汽车尾气中的有害气体排放到环境中,会对人类生存环境造成极大危害。消除汽车尾气对环境的污染,是废气排放领域的研究人员函待解决的问题。尾气处理装置是在催化剂的作用下使尾气得到净化,以减轻对环境的污染的装置。现有的尾气处理装置对汽车尾气的处理不彻底,也会造成大气污染此外,现有的尾气处理装置太大、不好装卸,而且造价高、成本贵,处理效率低,也难以保养。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高分子型尾气净化催化剂的制备方法，使用该催化剂尾气净化率大幅提高。

一种汽车尾气净化催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、将Fe-MOF纳米材料置于草酸溶液（质量分数为30%）中预处理5h,用去离子水洗净后,置于硝酸钴溶液（质量分数为30%）中浸渍0.5h,并超声处理,然后室温下晾干；

步骤2、将超声处理的Fe-MOF纳米材料置于管式炉中,在惰性气体气氛保护下焙烧至400℃，保持5h，得到多孔Fe-MOF/金属氧化物纳米复合材料,即为Co-Fe-MOF；

步骤3、将10份高密度聚乙烯，8份低密度聚乙烯加入到高速混合机中混合3h后加入5份马来酸酐接枝聚乙烯和4份氯铂酸,继续混合2h,再加入40份Co-Fe-MOF,继续混合5小时,最后加入3份DSTP抗氧化剂和2份硬脂酸润滑剂混合均匀；

步骤4、将上述混合均匀的物料于-30℃冷冻3h,之后将冷冻的物料置于室温环境中保持5h,将所得物料再次置于高速混合机中混合3h,之后将混合料加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒,即得到交联高分子Co-Fe-MOF催化剂。

所述的Fe-MOF纳米材料制备方法如下：

步骤1、将24份体积分数为66.7%的乙醇溶液、1.75份有机配体H₃BTC和2份支持电解质TBAP加入到烧杯中,超声10min,超声功率为100W,使之分散溶解均匀,制成电解质溶液；

步骤2、将金属Fe棒（纯度为99.98%）作为阳极,采用铜棒作为阴极,将所述阳极、阴极和电解质溶液连接成电解反应电路,保证阳极和阴极之间的距离为5cm,在电路电压为30V的条件下反应3h，将所得的产物用乙醇和水分别洗涤3次,并将其在100℃下干燥24h，随后在120℃的静态真空条件下处理12h，得到Fe-MOF纳米晶体材料。

有益效果：本发明的高分子型尾气净化催化剂采用电解工艺制备有机多孔Fe-MOF纳米材料载体,通过化学浸渍和超声处理的方法将CoO_X纳米颗粒沉积于结构稳定的Fe-MOF纳米材料中,载体具有极高的比表面积和孔隙率,对尾气中的氮氧化合物有很好的催化效果，可以很好地氧化、还原一氧化氮、一氧化碳、碳氢化合物、铅及硫氧化合物等，有效降低了了废物气体的排放对环境造成的污染；此外，通过优化催化材料制备工艺中原料的配比组成，严格控制合成后催化材料的比表面积、空间结构以及或活性位数目，使得CoO_X均匀的负载在Fe-MOF纳米材料的的内外表面，提高氮氧化合物的转化率，对尾气具有优异的催化净化效果。

具体实施方式

实施例1

一种高分子型尾气净化催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、将Fe-MOF纳米材料置于草酸溶液（质量分数为30%）中预处理5h,用去离子水洗净后,置于硝酸钴溶液（质量分数为30%）中浸渍0.5h,并超声处理,然后室温下晾干；

步骤2、将超声处理的Fe-MOF纳米材料置于管式炉中,在惰性气体气氛保护下焙烧至400℃，保持5h，得到多孔Fe-MOF/金属氧化物纳米复合材料,即为Co-Fe-MOF；

步骤3、将10份高密度聚乙烯，8份低密度聚乙烯加入到高速混合机中混合3h后加入5份马来酸酐接枝聚乙烯和4份氯铂酸,继续混合2h,再加入40份Co-Fe-MOF,继续混合5小时,最后加入3份DSTP抗氧化剂和2份硬脂酸润滑剂混合均匀；

步骤4、将上述混合均匀的物料于-30℃冷冻3h,之后将冷冻的物料置于室温环境中保持5h,将所得物料再次置于高速混合机中混合3h,之后将混合料加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒,即得到交联高分子Co-Fe-MOF催化剂。

所述的Fe-MOF纳米材料制备方法如下：