[发明专利]一种用于高效消除氰化氢的催化材料的制备方法

说明书

本发明属于催化材料及其制备的技术领域，公开了一种用于高效消除氰化氢的催化材料的制备方法。该方法是通过在具有优异存储释放氧性能的CeOsubgt;2/subgt;上负载金属氧化物时，CeOsubgt;2/subgt;与所负载金属氧化物之间的有效作用，加之采用水热法和沉积沉淀法分别合成了CeOsubgt;2/subgt;载体及Cusubgt;8/subgt;Mnsubgt;2/subgt;/CeOsubgt;2/subgt;催化材料。通过上述该制备方法获得的成品在30～150℃对HCN具有更强的低温催化活性，而且通过水热法制备出了具有花球状特殊形貌的氧化铈材料，相较于传统的氧化铈，花球状氧化铈具有较大的比表面积及覆盖有更多的氧空位，利于提高Cu、Mn等金属氧化物的分散度。通过一系列表征等检验手段对催化材料物化性质进行分析后，可知Cusubgt;8/subgt;Mnsubgt;2/subgt;/CeOsubgt;2/subgt;对HCN气体的防护性能和催化消除效果，能够提供高效防护HCN手段及减少HCN的污染。

技术领域

本发明属于催化材料及其制备的技术领域，具体涉及一种用于高效消除氰化氢的催化材料的制备方法。

背景技术

含氰化工品的加工使用、电弧电炉尾气的排放、以煤为代表的化石燃料的燃烧、生物质的高温分解以及选择性还原法脱NO_x等过程均会导致HCN的产生。

HCN，沸点低、挥发度大、常温下为无色透明液体。低浓度的HCN即可引起恶心、呕吐、眩晕、呼吸困难等一系列症状。当无防护的人群暴露于0.02％浓度下数小时会轻度中毒，在0.05％浓度下滞留超过一小时会因身心失调引发生命危险。当空气中HCN浓度达到0.3％时，可快速致死。由于HCN的蒸气压高，挥发度大，传统的防护材料对其难以发挥理想的效果。

对于HCN气体的消除方法有吸收法、燃烧法、吸附法、催化氧化法、催化水解法等。吸收法是工业上应用的最早，也是最成熟的一种方法，通常是将HCN气体通入碱性溶液中，后续需对含CN^-溶液进行二次处理。吸附法通常选用分子筛、活性炭等廉价易得的材料作为吸附剂，对HCN进行吸附消除，然而此方法对HCN气体的吸附受材料吸附能力的限制，且无法对HCN气体实现深度净化。燃烧法通常需要在高温条件下才可以实现对HCN气体的消除，需要消耗极大的能量，经济成本高。催化氧化法和催化水解法主要针对低浓度HCN气体的净化，具有能耗低，效果好的特点，相比于催化燃烧法，反应温度低于300℃即可使HCN的消除率达到90％以上。催化氧化和催化水解法消除HCN气体的原理如下式所示：

4HCN+5O₂→4CO₂+2N₂+2H₂O

HCN+H₂O→NH₃+CO

相关技术中考察了多种催化剂材料对浓度为50ppm的HCN的消除性能，TiO₂充当催化剂载体表现出最高的催化水解活性，常被用作水解催化剂的Al₂O₃，对HCN的消除效果只有TiO₂的一半。发现了La₁Cuy₉/TiO₂对HCN具有最好的消除性能，可以实现对100ppm的HCN100％的消除。La的掺入，提高了催化剂的还原性能，同时提高催化剂表面在低温时的酸性位点数量，使得催化剂表面对NH₃的吸附性能增强，有利于SCR反应消除水解副产物NH₃。