[发明专利]一种催化剂的制备工艺及催化剂

说明书

本发明涉及一种催化剂的制备工艺，包括在一定温度下向醇中加入四氯化硅与四氯化锡的混合物进行搅拌，搅拌并滴加聚乙烯醇的纯水一醇溶液生成溶胶，对溶胶进行陈化得到凝胶，对凝胶搅拌并通过无水醇洗脱酸至PH值为4‑8.5，过滤并进行真空脱醇，得到掺杂有二氧化锡的多孔二氧化硅催化剂。一种催化剂，其由上述制备工艺制得。本发明能够以较低温度催化还原氮氧化物、催化降解环境中的有机污染物，利用多孔二氧化硅巨大的比表面、丰富的孔道、优异的吸附性能制备复合型催化剂，且未使用贵金属或稀土元素，大大降低成本，利用同时反应得到掺杂有二氧化锡的多孔二氧化硅催化剂，工艺过程较简单，掺杂较均匀。

技术领域

本发明涉及环保、化工、材料领域，特别是涉及一种催化剂的制备工艺及催化剂。

背景技术

近年来环境问题愈加突出，2013 年前后，我国中东部先后遭遇了雾霾天气的袭击，持续性的雾霾使呼吸系统等疾病的发病率大大增加，给人们的身体健康和生活产生活造成了严重影响。除此之外，NOx还可引起酸雨、光化学污染、臭氧层破坏等问题。酸雨中的酸性物质会直接或间接地影响土壤和水生生态系统，而大气中的污染物在紫外线的作用下产生的光化学烟雾( 包括臭氧、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯等) 具有强氧化性，刺激人体呼吸道及眼睛，对建筑物的破坏也具有不可逆性。因此，国内外众多科研机构都加大了对氮氧化物控制的研究。

世界各国研究开发出的烟气脱硝技术从处理工艺上可分为干法脱硝与湿法脱硝两类。干法主要包括选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)、吸附法、炽热碳还原法、高能电子活化氧化法等；湿法主要包括水吸收法、氯酸法、黄磷法、过氧化氢法、络合吸收法、液膜法、微生物降解法等。干湿结合法是催化氧化和湿法结合形成的一种脱稍方法。对于脱硝技术，工业上应用较多的主要是SCR(选择性催化还原)和SCNR(选择性非催化还原)。其中SCR法脱硝效率高，但工艺复杂，催化剂昂贵且易失活；SNCR法工艺简单，装置运行成本低，但脱硝效率较低。微生物法、黄磷法、过氧化氮法等受操作条件、毒性和成本等的限制，在实际应用中有一定的困难。

同时，随着现代工业的发展，大气和水体中的有机污染物问题也越来越突出，如VOCs，根据世界卫生组织(WHO)的定义，挥发性有机化合物VOCs是指在25℃，蒸汽压大于133.32 Pa，沸点为50-260℃的各种有机化合物，目前已鉴定出的有300余种。VOCs多半具有光化学反应性，经由紫外光照射，会与大气中其他化学成分(如NO)反应，形成二次污染物(如臭氧、高氧化物等)或者化学活性较强的中问产物(如自由基等)，从而增加烟雾、臭氧的地表浓度，造成对生态环境的危害。

又如：水体有机污染，主要是指由城市污水，食品工业和造纸工业等排放含有大量有机物的废水所造成的污染，这些污染物在水中进行生物氧化分解过程中，需消耗大量溶解氧，一旦水体中氧气供应不足，会使氧化作用停止，引起有机物的厌氧发酵，散发出恶臭，毒害水生生物，破坏生态环境。

多孔材料是一种新型材料，也称为气孔功能材料，它体内具有大量彼此相通或闭合气孔，多孔材料是由美国人F. R. Mollard和N. Davidson等人于1978年首先研制成功的。此后，英、俄、德、日、瑞士等国竞相开展了对多孔材料的研究，我国80年代初也开始研制多孔材料。经过多年研制发展了多种制作工艺，主要有挤出成型工艺，添加造孔剂工艺，发泡工艺，溶胶一凝胶工艺，孔模板组织遗传形成气孔的制备工艺等。

多孔材料的主要功能在于巨大的气孔率、气孔表面以及可调节的气孔形状，气孔孔径及其在三维空间的分布、连通等，具有一定的强度、形状和其它材料基体的性能；多孔材料主要利用其巨大的比表面积和独特的物理表面特性，对液体、气体介质有选择透过性，能量吸收或阻尼特性和优良热、电、磁、光、化学等功能的高新技术无机非金属材料等。由于多孔材料具有较好的吸附性能，经过30多年的发展，该材料目前在环境工程领域己用于工业废气废水处理、汽车尾气处理等诸多方面，促进了环保事业的发展。多孔材料的应用范围在不断扩大，应用效果越来越明显，有力地促进了社会的进步和发展。