[发明专利]铬钴基一氧化氮常温常压催化剂的制备方法及其产品和应用

说明书

本发明公布了一种铬钴基一氧化氮常温常压催化剂的制备方法及其产品和应用，采用优化的共沉淀方法制备，通过在沉淀过程中引入少量的L‑抗坏血酸，调控铬钴基催化剂的表面物理化学性质，提高材料的一氧化氮常温常压催化性能。本发明所得铬钴基催化剂具有NO常温氧化活性好、稳定性高等特点。该制备方法简单，易于规模化生产，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及纳米材料制备领域，具体涉及一种铬钴基一氧化氮常温常压催化剂的制备方法及其制备方法和应用。

背景技术

氮氧化物可形成酸雨、酸雾；与碳氢化合物形成光化学烟雾；参与破坏臭氧层等，对生态环境和人类健康造成极大的危害。国家对NOx排放制定了一系列严苛排放标准，在工业尾气治理方面也取得了一定的成效。但尽管如此，低浓度的NOx排放，当在大气中积聚到一定浓度时依然会对人类和环境造成破坏。因而亟待开发低浓度、甚至常温低浓度NOx治理技术。

NOx中的主要成分为 NO，其常温以上为超临界气体，很难利用吸附或吸收的方式净化。将NO 部分氧化为NO₂，得到NO₂占比重为50-60% 的NOx 气体，然后与碱吸收结合可大大提高NOx净化效率，可将污染物NOx 转化为商业产品，变废为宝，是当前的主要研究方向之一。该技术中NO的常温催化氧化是重点与难点。

本课题组研究发现，铬基催化剂在NO常温催化氧化中具有较好的催化性能（CN103028413B、CN103357370B、CN103357397B、CN103357419B、CN103394344B、CN103506109B、CN103657632B、CN103990459B、CN104014327B）。过渡金属钴因其拥有较弱的金属-氧键，在氧化反应中具有一定的优势。铬钴复合有望进一步提高催化性能。本课题组公开的沉淀法掺杂0.5-5%的铬钴催化剂（CN103028413B）NO常温转化率为20%；溶胶凝胶法和浸渍法制备的铬钴复合氧化物催化剂（CN103990459B）NO常温转化率最优可达80%。但上述催化剂在NO催化氧化反应中存在一个共性问题，即产生的NO₂较难脱附，这直接制约了催化剂的催化性能和使用寿命。

发明内容

针对目前NO常温氧化催化剂的上述缺点，本发明目的在于提供一种铬钴基一氧化氮常温常压催化剂的制备方法。

本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的铬钴基一氧化氮常温常压催化剂产品。

本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。

本发明目的通过下述方案实现：一种铬钴基一氧化氮常温常压催化剂的制备方法， 采用优化的共沉淀方法制备，通过在沉淀过程中引入少量的L-抗坏血酸，调控铬钴基催化剂的表面物理化学性质，提高材料的一氧化氮常温常压催化性能，包括如下步骤：

第一步，将硝酸铬和硝酸钴按摩尔比（9-1）:1溶于去离子水中，配成金属盐溶液，金属盐溶液总摩尔浓度为0.15 mol/L；

第二步：向上述金属盐溶液中加入L-抗坏血酸，使金属盐与L-抗坏血酸的摩尔比为1:0.5；

第三步，将浓氨水与去离子水按1:19的体积比进行稀释，得稀氨水溶液；

第四步，将第三步中的稀氨水溶液逐滴加入到步骤一中的金属盐溶液中，继续搅拌10-30min，其中，稀氨水与金属盐溶液体积比为2:5；

第五步，向第四步中滴加浓氨水，调节至pH为9左右，反应5h，抽滤、50-100℃干燥，500℃焙烧4h，得铬钴基一氧化氮常温常压高效治理催化剂。

本发明还提供了一种铬钴基一氧化氮常温常压催化剂，由上述所述方法制备得到。

本发明也提供了一种铬钴基催化剂作为一氧化氮催化氧化反应催化剂的应用。