[发明专利]低浓度氮氧化物常温脱除的钴锰水合氧化物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于道路隧道和地下停车场等半封闭空间排放的NO_x污染物常温脱除的钴锰水合氧化物催化剂及其制备方法。该催化剂中Mn/Co的摩尔比为0.6~1，采用高锰酸钾与二价钴源通过氧化还原共沉淀法制备，具有优异的NO_x的常温脱除效率，具有良好的抗水性和再生性能，而且催化剂制备过程中原料无毒易得，制备过程简单，不需要进行高温焙烧，大大降低了能耗，属于环保型的高性能低成本催化剂，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种用于半封闭空间（如道路隧道、地下停车场等）内的低浓度NO_x常温脱除的钴锰水合氧化物催化剂及其制备方法，具体地说，采用高锰酸钾与二价钴源通过氧化还原共沉淀法制备，属于大气污染控制领域。

背景技术

随着快速道路和机动车保有量的逐年增加，为了解决日益加剧的城市交通拥堵和停车难等问题，道路隧道和地下停车场等半封闭空间设施的数量也急剧增加。然而这类半封闭空间内空气流动性较差，再加上机动车冷启动或频繁启动，污染气体会在隧道和地下停车场内逐渐积累，致使如颗粒物(PM)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NO_x)和碳氢化合物(HC)等污染物含量远超国家二级空气质量标准，影响行车人员的身体健康。并且NO_x进入大气环境中会导致酸雨、光化学烟雾的形成，参与臭氧层的破坏，对人类的生存环境造成严重危害。因此，对道路隧道和地下停车场等半封闭空间排放的NO_x污染物的治理刻不容缓。

目前，用于低浓度NO常温脱除的材料主要分为两大类：其一，为NO的直接吸附脱除，主要是利用无定形的金属氧化物介孔材料对NO较强的吸附能力来进行吸附脱除。另一类为NO的常温催化氧化再吸收，通过将NO氧化为易用碱液吸收的NO₂，实现对NO_x的高效脱除。

中国专利CN105327697A公开了采用超声辅助醇水溶液法制备常温低浓度NO催化净化用二氧化锰催化剂的方法，超声处理显著提高了NO的脱除性能，且极大缩短了催化剂的制备时间。该方法制备的催化剂具有较好的催化性能，在固定的测试条件下100%脱除率可以维持5h以上。

中国专利CN105561973A公开了一种铬基NO常温氧化催化剂及其制备方法。该发明原料易得，制备方法简单。该催化剂在常温(15~30^oC)、高空速（150000 mL·g^-1·h^-1）、高湿度（~100%RH）条件下实现低浓度NO（0~20ppm）的完全催化氧化。

中国专利CN103977680A公开了一种常温催化氧化-固体碱吸收法净化半封闭空间的氮氧化物技术。该发明以空气中的氧气为氧化剂，将NO_x污染物中的NO部分氧化为NO₂，使NO₂占所有NO_x污染物的50%~60%，再用固体碱吸收对NO_x污染物进行彻底消除。

上述现有专利虽然各具特色，但仍然存在一些不足之处，例如： 含有有毒组分Cr元素，抗水性较差，在较高的空速下NO的脱除效率较低。

发明内容

针对现有的技术不足，如催化剂毒性较大，NO_x脱除效率低，抗水性较差等不足，本发明采用一种简便的氧化还原共沉淀法制钴锰水合氧化物催化剂，提高了半封闭空间低浓度NO_x的常温脱除效率，具有良好的抗水性和再生性能，且催化剂制备过程中不需要进行高温焙烧，大大降低了能耗。

本发明所述的钴锰水合氧化物催化剂中Mn/Co的摩尔比为0.6~1。