[发明专利]一种γ-Fe2O3纳米颗粒修饰nf-MnO2/ATP低温脱硝催化剂

摘要

本发明属于烟气脱硝领域，尤其是一种γ‑Fe₂O₃纳米颗粒修饰nf‑MnO₂/ATP低温脱硝催化剂。本发明针对现有烟气脱硝催化剂载体强度低、抗SO₂性能差以及制备方法繁复的缺点，提供一种γ‑Fe₂O₃纳米颗粒修饰nf‑MnO₂/ATP低温脱硝催化剂及其制备方法，本发明以大比表面积、高吸附性能的凹凸棒石黏土为载体和还原剂，通过与KMnO₄在水热条件下反应制备出纳米花状MnO₂包覆的凹凸棒石黏土(nf‑MnO₂‑ATP)催化剂，同时在低温水热条件下制备出高性能γ‑Fe₂O₃纳米颗粒对nf‑MnO₂/ATP进行表面修饰，制备出γ‑Fe₂O₃/nf‑MnO₂‑ATP脱硝催化剂。提升了nf‑MnO₂‑ATP的N₂选择性和抗SO₂性能。同时本发明采用的制备条件温和，制备方法简单，是一种安全高效的低温脱硝催化剂制备方法。

主权项

1.一种γ‑Fe₂O₃纳米颗粒修饰nf‑MnO₂/ATP低温脱硝催化剂，其特征在于：以大比表面积、高吸附性能的凹凸棒石黏土为载体和还原剂，以KMnO₄为氧化剂，采用一步水热法制备了以γ‑Fe₂O₃为共催化剂的高脱硝性能、高N₂选择性及高抗SO₂的脱硝催化剂；所述催化剂中γ‑Fe₂O₃的含量为5wt% ~11wt%；所述的γ‑Fe₂O₃纳米颗粒修饰nf‑MnO₂/ATP低温脱硝催化剂的制备步骤如下：（1）凹凸棒石原土首先用3mol/mL的HNO₃在80℃水浴条件下进行回流预处理3h，去除凹凸棒石原土表面的杂质，对凹凸棒石原土进行纯化，水浴结束后抽滤，用去离子水洗涤至中性，然后80℃烘干备用，纯化后的凹凸棒石黏土简记为ATP；（2）将上述烘干的ATP研磨过筛，然后称取1g ATP溶于400mL去离子水，超声处理30min，使ATP晶束解离，获得分散均匀的ATP悬浮液，称取2gKMnO₄溶于ATP悬浮液，继续超声20min，使ATP与KMnO₄混合均匀，然后将上述溶液移入500mL三口烧瓶中，加入40mL冰醋酸调节pH~3，升温78 ℃，反应4h，反应结束后抽滤，洗涤至中性，然后将滤饼80℃烘干，即得nf‑MnO₂‑ATP；（3）称取0.15g FeSO₄·7H₂O和0.29gFeCl₃·6H₂O溶于50mL去离子水，然后移入三口烧瓶，升温90℃水浴回流反应，反应期间用空气泵注入空气进行鼓泡，形成均匀溶液，反应2h后冷却至室温，用氨水逐滴加入调节pH=10，然后继续在水浴条件下回流反应5h，使沉积的晶粒逐渐长大，反应结束后测得溶液pH=7，然后将nf‑MnO₂‑ATP悬浮缓慢加入，室温下继续搅拌1h，γ‑Fe₂O₃纳米颗粒通过电荷作用逐渐吸附到nf‑MnO₂‑ATP表面，制得γ‑Fe₂O₃/ nf‑MnO₂‑ATP整体催化剂。