[发明专利]一种聚乙烯吡咯烷酮掺杂氮化碳负载铬氧化物的制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种聚乙烯吡咯烷酮掺杂氮化碳负载铬氧化物的制备方法和应用，制备时首先将九水硝酸铬和聚乙烯吡咯烷酮溶于水中，得到溶液A；将三聚氰胺溶于水中，得到溶液B；将溶液B加入到溶液A中，经过超声、油浴、烘干、煅烧后即可得到最终产物。本发明公开的方法不仅操作简单，原料易得，且制备的催化剂稳定性好，具有较高的NO催化氧化活性，在350℃时，该催化剂催化氧化NO的去除率可达68.79%。

技术领域

本发明涉及环境功能材料技术领域，具体涉及一种聚乙烯吡咯烷酮掺杂氮化碳负载铬氧化物的制备方法和应用。

背景技术

氮氧化物NOx是引起光化学烟雾、酸雨等环境问题的主要污染物。近年来，随着人类活动产生的NOx废气量的持续增加，由此引发的环境和生态问题也日益突出。为了满足环境保护的刚性要求，改善环境质量，需要我们积极展开对NOx排放控制技术的研究，同时寻找切实可行的方法加以推广应用。

目前，对燃烧产生的含NOx的烟气进行脱硝的较为经济的方法是将NO氧化成NO₂，再利用碱性物质进行脱除，从而达到去除氮氧化物NOx以及资源化利用的目的。目前，常用的NO氧化方法有氧化吸收法、强氧化剂法和催化氧化法，其中催化氧化法是一种具有广阔发展前景的烟气脱硝方法，因为该方法具有运行成本低和处理效果好等优点。而催化氧化法的核心就是制备高效的NO氧化催化剂。

聚乙烯吡咯烷酮是一种合成的水溶性高分子化合物，既溶于水，又溶于大部分有机溶剂，而且毒性很低。此外，聚乙烯吡咯烷酮作为高分子表面活性剂，在不同的体系中，还可作为分散剂、助溶剂、抗再沉淀剂等进行应用。

氮化碳作为首个非金属、无毒的聚合物半导体催化剂，不仅具有良好的化学惰性和热稳定性，而且制备简单，价格相对低廉。因此，采用氮化碳作为脱硝催化剂的载体具有较好的应用前景。但是，氮化碳本身的结构不利于气体的吸附，如不对其进行一定的改性，其在催化氧化NO领域的应用必将受到极大的限制。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种聚乙烯吡咯烷酮掺杂氮化碳负载铬氧化物的制备方法和应用，该催化剂可以有效打破现有技术中的催化氧化NO催化剂的活性和稳定性较差的局限，拓宽了氮化碳类催化剂的应用前景。

本发明的技术方案为：一种聚乙烯吡咯烷酮掺杂氮化碳负载铬氧化物的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将九水硝酸铬和聚乙烯吡咯烷酮加入去离子水中，搅拌，得到溶液A；

步骤2、将三聚氰胺加入去离子水中，搅拌，得到溶液B；

步骤3、将溶液B加入溶液A中，搅拌、超声，得到混合溶液；

步骤4、将步骤3所得的混合溶液置于油浴中反应后取出烘干；

步骤5、将经步骤4烘干的样品取出研磨、煅烧，将煅烧后的样品取出即得聚乙烯吡咯烷酮掺杂氮化碳负载铬氧化物催化剂。

进一步地，九水硝酸铬、聚乙烯吡咯烷酮和三聚氰胺三者的质量比为1：0.1~1：10。

进一步地，步骤3中，搅拌的时间为20~50 min，超声的时间为20~60 min。

进一步地，步骤4中，进行油浴反应的温度为70~90℃、油浴时间为1~4 h，烘干温度为60~80℃。

进一步地，步骤5中，煅烧过程是在马弗炉中进行，具体是以2-3℃/min的速率升温至500-540℃后进行煅烧，并保温2-6 h。

利用上述方法制备的聚乙烯吡咯烷酮掺杂氮化碳负载铬氧化物可运用于烟气脱硝领域中，能够高效催化氧化NO。

本发明的有益效果是：