[发明专利]一种汽车尾气处理用绿色环保催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种汽车尾气处理用绿色环保催化剂的制备方法，包括二氯丙醇表面改性纳米二氧化钛、季铵盐表面修饰的二氧化钛、氧化石墨烯掺杂、与四胺合氢氧化铂水溶液离子交换等步骤；本发明还公开了根据所述制备方法制备得到的汽车尾气处理用绿色环保催化剂；本发明公开的汽车尾气处理用绿色环保催化剂消除氮氧化物的效率高、速度快、使用寿命长、绿色无二次污染、价格低廉。

技术领域

本发明涉及汽车尾气处理技术领域，具体涉及一种除汽车尾气处理用绿色环保催化剂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着经济的发展及人们对提高自身生活质量认识上的深入，汽车的数量越来越多，这些汽车在给人们生活带来方便的同时，也不可避免地带来了环境污染问题，人们也因此要付出健康的代价。汽车尾气的主要污染物之一是氮氧化物，氮氧化物作为一次污染物，会对人体健康产生危害，它可刺激人的眼、鼻、喉和肺部，造成呼吸系统疾病；其二次污染，会产生光化学烟雾、酸雨、温室效应以及臭氧层空洞效应。因此，如何有效除去汽车尾气中的氮氧化物成为当前研究的热点。

目前，市场上去除氮氧化物的方法主要有三种，一种是通过分子筛法、泥煤法、硅胶法和活性炭进行固体吸附，一种是选择性催化还原(SCR)，另外一种是直接催化分解法，固体吸附法对氮氧化物的吸附容量小且解吸再生麻烦，处理不当又会造成二次污染，故实际应用有困难；选择性催化还原需要用到还原剂，如NH3，CO及碳氢化合物等，这一方法适合在含氧较高的气氛中工作，将NO转化为N2，但是该方法投资和运行费用较高、耗氨量大、存在氨泄露造成二次污染的隐患。直接催化分解最终将NO转化为无害气体氮气和氧气，具有不产生二次污染、不消耗还原剂、经济性好、工艺简单等优点，其中，最有效的催化剂是贵金属，比如铂、钯、铑。然而高昂的价格限制了这类催化剂的应用。

因此，开发一种价格低廉，除汽车尾气中氮氧化物效果显著，不会产生二次污染的新型汽车尾气处理用绿色环保催化剂势在必行。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种汽车尾气处理用绿色环保催化剂及其制备方法，该制备方法简单易行，对设备要求不高，原料易得，成本低廉，制备得到的汽车尾气处理用绿色环保催化剂消除氮氧化物的效率高、速度快、使用寿命长、绿色无二次污染、价格低廉。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案，一种汽车尾气处理用绿色环保催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1)二氯丙醇表面改性纳米二氧化钛：将纳米二氧化钛在有机溶剂中超声分散15-20分钟，然后并向其中加入二氯丙醇，在室温下搅拌1-2小时，然后通过离心得到固体产物，再置于60-80℃的真空干燥箱中干燥12-20 小时；

2)季铵盐表面修饰的二氧化钛：将经过步骤1)制备得到的二氯丙醇表面改性的纳米二氧化钛分散于乙醚中，然后向其中加入N-三(羟甲基) 甲基-2-氨基乙磺酸、全氟三丁基胺，在40-50℃下搅拌5-8小时，然后通过离心得到固体产物，再置于60-80℃的真空干燥箱中干燥15-24小时；

3)氧化石墨烯掺杂：将经过步骤2)制备得到的季铵盐表面修饰的二氧化钛和氧化石墨烯分散于去离子水中，在50-60℃下搅拌18-30小时进行离子交换，然后通过离心得到固体产物，再置于60-80℃的真空干燥箱中干燥20-30小时；

4)离子交换：将经过步骤3)制备得到的氧化石墨烯掺杂季铵盐表面修饰的二氧化钛分散于质量分数为8-11％的四胺合氢氧化铂水溶液中，搅拌反应4-6小时，然后通过离心得到固体产物，再置于60-80℃的真空干燥箱中干燥20-30小时；

其中，步骤1)中所述纳米二氧化钛、有机溶剂、二氯丙醇的质量比为(3-5)：(10-15)：(2-3)；

所述有机溶剂选自乙醚、乙腈、乙酸乙酯、氯仿中的一种或几种；