[发明专利]一种用于NOx

说明书

本发明公开了一种用于NO_x脱除的沸石咪唑酯骨架结构复合材料和制备方法及应用，制备方法，包括如下步骤：将锰的可溶性盐、合成沸石咪唑酯骨架结构复合材料所需原料和溶剂混匀后，采用溶剂热法制备得到锰氧化物修饰的沸石咪唑酯骨架结构复合材料；溶剂、锰的可溶性盐与合成沸石咪唑酯骨架结构复合材料所需原料的质量比为8‑10：0.2‑0.75:1。本发明的复合材料借助于沸石咪唑酯骨架结构复合材料较大的表面积避免了反应温度下锰氧化物团聚失活，扩宽了温度窗口，实现了将氮氧化物在较低温度下的高效催化脱除，提高了催化剂的催化活性。

技术领域

本发明属于大气污染物控制技术领域，特别涉及一种用于NO_x脱除的锰氧化物修饰的沸石咪唑酯骨架结构复合材料和制备方法及应用。

背景技术

氮氧化物(主要包括NO和NO₂)是一种常见的气体污染物，其治理长期以来一直是环境保护的重要内容，其来源主要分为移动源和固定源，固定源主要指工业生产等化石燃料的燃烧(如煤和石油的燃烧)所排放的烟气，移动源主要指机动车尾气的排放。随着近代工业化的迅猛发展，化石燃料大量开发和使用，使得排放到大气中的氮氧化物远远超过了大气环境的承载容量和自净能力。氮氧化物对环境危害极大，例如，光化学烟雾，酸雨，以及臭氧空洞均与氮氧化物的排放有关，威胁人类和动物的生命安全。因此，必须加强治理大气中的氮氧化物。

目前，工业上最为常见，应用最为广泛的NOx的治理技术主要是以NH₃为还原剂的选择性催化还原法(NH₃-SCR)。催化剂是影响SCR脱硝效率的关键因素。目前常用的催化剂主要包括贵金属催化剂、分子筛催化剂、金属氧化物催化剂。其中V₂O₅-WO₃/TiO₂是目前常见商用催化剂，该催化剂在350-500℃温度窗口具有较高的催化活性，但在实际应用中，其应用成本较高，且活性组分钒在高温下挥发具有生物毒性，对环境和人类造成毒害，而且，对待处理氮氧化物的温度要求较高，低温下难以取得良好的催化净化效果。因此开发低温高效无毒催化剂迫在眉睫。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种用于NO_x脱除的沸石咪唑酯骨架结构复合材料和制备方法及应用。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种用于NO_x脱除的沸石咪唑酯骨架结构复合材料的制备方法，包括如下步骤：

将锰的可溶性盐、合成沸石咪唑酯骨架结构复合材料所需原料和溶剂混匀后，采用溶剂热法制备得到锰氧化物修饰的沸石咪唑酯骨架结构复合材料；

溶剂、锰的可溶性盐与合成沸石咪唑酯骨架结构复合材料所需原料的质量比为8-10： 0.2-0.75:1。

优选的，所述锰的可溶性盐为硝酸锰。研究表明，同氯化锰、醋酸锰相比较，使用硝酸锰所制备的催化剂催化活性更高。

优选的，所述溶剂为含量大于99.5％的无水甲醇。经典的沸石咪唑酯骨架结构材料的合成所使用的溶剂为无水甲醇和N,N-二甲基甲酰胺，而经研究发现，使用N,N-二甲基甲酰胺所制备的锰氧化物修饰的沸石咪唑酯骨架结构复合材料热稳定性差，在NH₃-SCR反应中，温度到达300℃时催化活性便开始急剧下降。

优选的，所述溶剂热法的温度为135-145℃，反应时间为20-30h。

优选的，采用溶剂热法进行制备之前，对混匀后的溶液进行超声预处理。超声可处理可以使活性物质锰盐的分散更均匀。

进一步优选的，超声预处理的时间为5-10min，超声频率为20-40kHz。