[发明专利]一种含氨废气催化氧化处理用催化剂材料的制备方法

说明书

本申请涉及废气处理领域，具体公开了一种含氨废气催化氧化处理用催化剂材料的制备方法，包括以下制备步骤：S1、多孔基体制备；S2、包覆液制备；S3、催化剂制备。本申请采用聚氨酯泡沫材料为模板，经电镀包覆，制备出具有优异孔隙结构的泡沫金属基材为催化剂材料载体，在此基础上，本申请采用可晶化包覆的方案，代替传统的包覆方案，有效改善了催化剂材料内扩散传递限制的现象，通过催化剂吸附废气后，表面活性位上的氨气直接与氧气反应生成氮气和水，从而有效对含氨废气进行氧化催化反应，提高了含氨废气氧化催化剂材料催化性能。

技术领域

本申请涉及废气处理领域，更具体地说，它涉及一种含氨废气催化氧化处理用催化剂材料的制备方法。

背景技术

氨气对人的危害极大，吸入少量就会对呼吸道和神经系统造成影响，重则休克甚至死亡。由于氨气是碱性气体，还会灼伤人体暴露在外的皮肤，眼睛等。氨气对环境的危害更不容忽视，氨气在大气中会和二氧化硫、二氧化氮以及VOCs反应生成大量的气溶胶颗粒物，如硫酸铵和硝酸铵等，这些铵盐均是PM2.5的重要组成成分，而PM2.5被视作三大空气污染物（PM2.5，PM10和O₃）之首，是雾霾的主要组成成分，已经威胁到生态平衡。

相关技术可参考公开号为CN201110261015.X的中国发明专利，其公开了一种催化净化含氨废气的整体式催化剂制备方法及应用。整体催化剂由蜂窝状金属丝网载体和催化活性组分两部分组成，蜂窝状金属丝网载体材料为FeCrAl不锈钢丝网；催化活性组分由金属活性组分和无机氧化物载体组成。金属活性组分为Ag、Cu、Fe、Mn中的一种或一种以上的混合物；无机氧化物载体为Al₂O₃、TiO₂、SiO₂、ZrO₂、CeO₂中的一种或一种以上氧化物的混合物。本发明的整体催化剂具有三维通透结构，较高的传质传热系数，较低的压力降等性质，适合各种反应器的安装，可直接应用于工业领域。

针对上述中的相关技术，发明人认为，目前常用的催化剂材料虽然具有一定的催化性能，但是由于采用的载体结构致密，虽然孔隙率高，但是在包覆了金属活性组分和无机氧化物后，会导致材料孔隙率大幅降低，从而存在内扩散传递限制的问题。

发明内容

为了克服现有含氨废气氧化催化剂材料催化性能不佳的缺陷，本申请提供一种含氨废气催化氧化处理用催化剂材料的制备方法，采用如下的技术方案：

一种含氨废气催化氧化处理用催化剂材料的制备方法，包括以下制备步骤：S1、多孔基体制备：取聚氨酯软泡沫材料为基体浸没于电镀液中，在35～40℃下保温电镀处理3～5h，洗涤后保温炭化处理，再还原制备得电镀泡沫金属基体，破碎并过筛，得电镀泡沫铜基体颗粒；S2、包覆液制备：按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、15～20份固含量10％硅溶胶、3～5份异丙醇铝和1～2份磷酸搅拌混合后，得混合液并按质量比1:3:5，将四乙基氢氧化铵、二正丙胺和混合液搅拌混合并置于45～55℃下保温处理，静置冷却并收集得包覆液；S3、催化剂制备：按质量比1:10，将改性基体颗粒添加至包覆液中，保温晶化处理后，洗涤干燥并置于马弗炉中，煅烧处理，静置冷却至室温，制备得含氨废气催化氧化处理用催化剂材料。

通过采用上述技术方案，由于本申请采用聚氨酯泡沫材料为模板，经电镀包覆，制备出具有优异孔隙结构的泡沫金属基材为催化剂材料载体，本申请采用的泡沫金属具有丰富孔隙结构，能使负载后的催化剂材料具有更大的催化比表面积，泡沫金属材料提供了大量反应活性位点，在反应过程中能够与含氨废气充分接触，提高催化性能，在此基础上，本申请采用分子筛膜晶化包覆的方案，代替传统的分子筛材料包覆方案，由于晶化包覆后形成的分子筛膜层厚度较小，不会对泡沫金属内部形成堵塞，从而有效改善了催化剂材料内扩散传递限制的现象，通过催化剂吸附废气后，表面活性位上的氨气直接与氧气反应生成氮气和水，即催化剂表面化学吸附态的氨气被解离为-NH和-HNO，-HNO再与-NH反应生成氮气和水，从而有效对含氨废气进行氧化催化反应，提高了含氨废气氧化催化剂材料催化性能。