[00116921]一种氧化铬担载锰催化剂及其制备和应用

随着城市化进程快速发展,隧道,停车场,煤矿等半封闭空间越来越多.在这些半封闭空间内,由于自然通风受到限制,机动车排放的尾气无法及时排出,致使污染物累积,空气污染严重,氮氧化物 （NOx ） 是主要的污染物之一,每年来自全国机动车的排放量高达583.3 万吨,90% 以上为一氧化氮 （NO）.最常用的 NOx 治理技术是选择性催化还原法 （SCR）,但该方法需要具有较高的反应温度 （ 通常为 200 - 400℃ ）,无法适用于半封闭空间内 NOx的常温消除.采用气相选择性催化氧化,即先将 NO 催化氧化为 NO2,再用碱液进行吸收消除,是一种行之有效的方法。 目前用于 NO 常温催化氧化的催化材料报道最多的是活性炭纤维 （ACF）,碱液涂覆或掺杂改性的活性炭纤维或活性炭 （AC） 等.早在上世纪五十年代,Kircher 等发现沥青基活性炭纤维具有更好的 NO 常温催化氧化性能,随后,不同研究者相继报道了不同种类或掺杂改性的活性炭纤维的 NO 常温催化氧化性能。从这些研究中发现,该类催化材料具有较大的比表面积,较多的孔隙结构和表面官能团,主要通过对 NO 吸附再氧化进行反应,但是产生的 NO2很容易吸附在炭表面,随着 NO 2的增多,表面活性位减少,活性下降,无法满足实际的应用需求,因此急需开发出一种活性高、稳定性好的常温催化氧化 NO 催化剂,具有高效稳定性,用于半封闭空间内污染物的净化。 有文献表明,过渡金属氧化物催化剂具有较好的催化氧化活性,详细考察了 Mn,Ce,Co,Fe 四种过渡金属氧化物,发现在 250-350℃温度范围内,NO 催化氧化活性顺序为MnOx ＞ CoOx ＞ CuOx ＞ FeOx,当温度低于200℃时这四种催化剂的催化氧化活性都很低,考察了一系列过渡金属氧化物催化剂,发现在 200 ℃时,Mn,Cr 和 Co 3 种金属氧化物具有较好的 NO 催化氧化活性,转化率甚至高于 50%。研究发现,300℃下,相比于 CuO ,ZnO 和 V2O5催化剂,Cr2O3表现出了较好的 NO 催化氧化活性,对 TiO 2担载的 Cr-Ce 催化剂用于 NO 催化氧化反应做了详细的研究,考察了 Cr/Ce 摩尔比,活性组分负载量,载体种类,焙烧温度等因素的影响,发现 Cr/Ce 摩尔比为 2 ：1,Cr2O3和 CeO 2总负载量为载体重量的 30%,350℃焙烧获得的无定形 Cr-Ce/TiO2催化剂具有最佳的转化率 80.7%。虽然发现氧化铬催化剂具有较好的催化氧化活性,但目前国内外尚无人报道氧化铬催化剂在常温下具有 NO 催化氧化性能 ,更无人报道氧化铬担载的锰催化剂的 NO 常温催化氧化性能.因此在本发明中,不仅考察了氧化铬作为载体对 NO 常温催化氧化性能的影响,而且详细研究了氧化铬担载锰催化剂及其制备工艺对 NO 常温催化氧化活性的影响。 本发明涉及一种氧化铬担载锰催化剂及其制备和应用。一种氧化铬担载锰催化剂的制备方法,其特征在于,沉淀法制备获得氧化铬载体,浸渍或沉积沉淀法获得氧化铬担载锰催化剂,铬源和锰源为硝酸盐。该催化剂采用沉淀法制备氧化铬载体,浸渍或沉积沉淀法制备氧化铬担载锰催化剂,将其应用于 NO 的常温常压催化氧化反应中,能够在常温常压催化氧化 NO 为 NO2,获得极高的转化率,并且能够长时间保持高活性和高稳定性。本发明催化剂原料易得,工艺简单,具有极好的应用前景。