[发明专利]一种炭基光催化氧化脱硝催化剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种炭基光催化氧化脱硝催化剂，其特征在于所述催化剂包含以下重量份组分炭基材料含量为89‑99份；二氧化钛含量为1‑11份；含稀土离子的上转换发光材料含量为0.1‑1.1份。所述催化剂还包括重量份为0.11‑1.1份的部分氧化还原石墨烯。本发明的优势在于以来源广泛、价格低廉、易于再生的活化半焦为炭基材料，结合光催化技术以H2O为反应物的特点，利用含稀土离子的上转换发光材料在可见光激发下发出紫外光的性质拓宽二氧化钛的可见光响应范围；并结合片状部分还原的氧化石墨烯对电子的捕获性和高传输性特点改善TiO2光生电子和空穴的复合问题。可广泛用于燃煤电厂、燃煤锅炉和燃煤窑炉等烟气的光催化氧化脱硝。

主权项

一种炭基光催化氧化脱硝催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）研磨至4‑10目的半焦经硝酸氧化、高温水汽活化后得活化半焦或经此工艺所得活化半焦粉末挤条成型的活化半焦；（2）以钛酸正丁酯为钛源配制二氧化钛前驱体，加入含稀土离子的上转换发光材料纳米粒子；所述的二氧化钛前驱体为钛酸正丁酯：醋酸：去离子水体积比为 1：（0.1‑0.5）: （0.2‑1.0）；所述含稀土离子的上转换发光材料为Yb3+: NaYF4、Er3+: NaYF4、（Yb3+，Er3+）: NaYF4、Yb3+: YAlO3、Er3+: YAlO3、（Yb3+，Er3+）: YAlO3中的一种或几种；（3）石墨深度氧化、超声剥离后得部分氧化还原石墨烯溶液；所述的石墨深度氧化为石墨：高锰酸钾质量比为1:（3‑12），在浓硫酸条件下充分氧化2‑4小时；（4）将步骤（1）和（2）和（3）得到产品混合后，一步溶剂热法反应，所述的溶剂热法为置于聚四氟乙烯水热釜中的混合物在120℃‑200℃高温下反应5‑12小时；（5）反应产物烘干后，高温煅烧制备得到炭基光催化氧化脱硝催化剂；所述高温煅烧为在固定床内氮气气氛下10℃/min 程序升温至500℃，保持1h，氮气气氛下冷却至室温。