[发明专利]一种脱汞催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种脱汞催化剂及其制备方法，该方法将硝酸铜、硝酸锰、硝酸铈按照一定的化学计量比进行混合，以柠檬酸、EDTA为络合剂，并配以氨水将不溶固体全部溶解，使之在溶液中互相络合形成均一稳定的络合物，然后加热蒸发溶胶中的水分，使之慢慢变为凝胶，燃烧后得到尚未成相的前躯体；将得到的前躯体经过高温煅烧后，得到最终成相粉体；将该粉体进行压片成型，并在焙烧后得到脱汞催化剂基底材料；最后将该基底材料利用恒电流沉积法负载上Pt、Ni、P阵列，即制得负载有Pt‑Ni‑P核壳纳米棒阵列的CuMnCe脱汞催化剂，本发明的脱汞催化剂转化率高且稳定性好。

技术领域

本发明涉及一种新型脱汞催化剂及制备方法，属于催化剂技术领域。

背景技术

汞具有剧毒性、强挥发性及生物富集效应等显著特点，巳成为我国新一轮大气环境污染治理的控制对象。此外，隐蔽性的毒害方式以及其难以消除的生物累积效应也进一步加剧了果的危害性。

汞元素在烟气中主要以3种形式存在，分别为二价汞(Hg²⁺)，单质汞(Hg⁰)，和颗粒态汞(Hgp)。Hg²⁺为汞元素在燃煤烟气中的主要氧化形式，非常易溶于水，其在燃煤烟气中的主要存在形式为HgCl₂。Hgp易于被除尘装置捕集，通常夹杂在飞灰中得到去除。Hg0作为少有的几种挥发性金属单质，挥发性较强，水溶性较低，是三种形态中最难控制的一种存在形态，也是环境大气中汞污染的主要形式，借助于远距离的大气传输可以形成全球性汞污染。一定条件下，汞的三种存在形态可以实现相互转化。对于现有的脱除工艺而言，通过单一技术实现同时脱除烟气中三种存在形态的汞比较困难。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种可以将零价Hg和Hg颗粒最大限度的转变成Hg²⁺，便于通过后续的除尘及湿法脱硫设备将Hg脱除的脱汞催化剂。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种脱汞催化剂，所述脱汞催化剂以Cu、Mn、Ce为基底，基底表面负载有Pt、Ni、P核壳纳米棒阵列。

本发明提出的一种脱汞催化剂的制备方法，包括如下步骤：

将硝酸铜、硝酸锰、硝酸铈、柠檬酸和EDTA进行混合，加入去离子水和氨水溶液加热搅拌至固体完全溶解，得到络合态溶胶，其中柠檬酸和EDTA为络合剂；

将溶胶加热蒸发掉水分，得到凝胶，将凝胶燃烧后得到前躯体；

将前躯体高温煅烧后，得到粉体；

将粉体进行压片成型，并焙烧后得到脱汞催化剂基底材料；

将基底材料为工作电极，利用恒电流沉积法负载上Pt、Ni、P阵列，得到脱汞催化剂。

对上述技术方案的进一步设计为：所述硝酸铜、硝酸锰和硝酸铈的摩尔数之比为1：2：1.5。

硝酸铜、硝酸锰与硝酸铈的摩尔数之和为总金属离子摩尔数，则总金属离子摩尔数、EDTA摩尔数和柠檬酸摩尔数之比为（1~1.5）:（2~3）:（3~4）。

所述恒电流沉积法中定电流密度为0.25~0.30 mA·cm^-2。

根据权利要求5所述脱汞催化剂，其特征在于：所述恒电流沉积法中的沉积溶液为0.0035 M NiSO₄·6H₂O + 0.007 M NaH₂PO₂·H₂O +0.0014 M H₂PtCl₆+ 0.002 MC₆H₅Na₃O₇·2H₂O溶液，所述溶液pH 值为 6.0 ± 0.2。