本發(fā)明涉及脫硝脫汞催化劑，尤其涉及一種低溫協(xié)同脫硝脫汞的cuo@ceo2催化劑。

背景技術(shù)：

1、鋼鐵燒結(jié)、垃圾焚燒等行業(yè)煙氣溫度一般在150-250℃范圍，較低的溫度導(dǎo)致一般催化劑無法滿足低溫條件下對(duì)nox和hg的協(xié)同脫除。低溫條件下，脫硝反應(yīng)nh3吸附位點(diǎn)與hg0吸附位點(diǎn)相同，nh3和hg濃度差異性造成抑制hg0難以吸附到活性位點(diǎn)，降低了hg0的氧化性能。商用催化劑普遍反應(yīng)溫度在350-450℃，且為v基單活性氧化位點(diǎn)，無法滿足nox還原和hg0氧化的協(xié)同治理要求。而現(xiàn)有技術(shù)cn107715867a中公開了一種低溫脫除燃煤廢氣中nox和hg0的催化劑制備方法，其是通過將載體γ-al2o3、金屬鹽按照一定配比，以等體積浸漬法將金屬鹽均勻負(fù)載于γ-al2o3上并在一定溫度下煅燒從而得到低溫高效脫除nox和hg0的樣品，其制備方法復(fù)雜。因此，市場(chǎng)亟需面對(duì)鋼鐵燒結(jié)、垃圾焚燒等行業(yè)低溫?zé)煔鈔ox和hg的協(xié)同脫除的催化劑，能夠區(qū)分脫硝脫汞的反應(yīng)區(qū)域，提高催化劑的催化性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種低溫協(xié)同脫硝脫汞的cuo@ceo2催化劑。

2、為解決上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

3、一種低溫協(xié)同脫硝脫汞的cuo@ceo2催化劑，通過火焰合成的方式一次性合成納米級(jí)cuo@ceo2催化劑，所述cuo@ceo2催化劑為核殼催化劑，堿性活性位cuo作為催化劑的外殼，ceo2作為催化劑的核心氧化活性位點(diǎn)。

4、所述cuo@ceo2催化劑的制備過程如下：

5、s1、將催化劑前驅(qū)物溶解于溶劑，其中，前驅(qū)物：溶劑比例為1g：5?ml；

6、s2、配備預(yù)混合氣體，并點(diǎn)燃形成火焰；

7、s3、將步驟s1中得到的催化劑前驅(qū)物和溶劑的混合溶液通過高壓空氣在霧化器中形成氣溶膠，噴入步驟s2中的火焰中；

8、s4、氣溶膠在火焰中經(jīng)加熱、燃燒、蒸發(fā)、溶質(zhì)析出、團(tuán)聚形成催化劑，催化劑在熱泳力的作用下吸附在滯止板上；

9、s5、收集滯止板上冷卻的催化劑，即為納米級(jí)cuo@ceo2催化劑。

10、所述步驟s1中催化劑前驅(qū)物為ce(no3)3、羰基銅，ce(no3)3和羰基銅中ce和cu的摩爾比為1:1或1:4或4:1。

11、所述步驟s1中溶劑為優(yōu)級(jí)純乙醇和正已烷按體積比1:1混合制得。

12、所述步驟s2中預(yù)混合氣體為乙醇與純氧氣混合而成，其中，乙醇與純氧氣的摩爾比例為1:3.5。

13、所述純氧氣流量為10l·min-1。通過控制純氧氣流量，降低顆粒物的霧化尺寸，同時(shí)提供催化劑熱解足夠的溫度。

14、所述步驟s2中火焰溫度穩(wěn)定在1800~2200℃。

15、所述步驟s3中氣溶膠粒徑為500-1000?nm。

16、所述步驟s4中滯止板為厚度1-2mm的鋁板，滯止板背面具有水冷裝置，保證滯止板溫度在50℃以下，滯止板距離霧化器噴嘴40-60cm。

17、所述步驟s1中添加六羰基鎢作為前驅(qū)物，得到催化劑cuo(0.5)?@ceo2(0.5)-w，其中，六羰基鎢中w占前驅(qū)物整體的摩爾比為10%。

18、所述步驟s5中得到的cuo@ceo2催化劑進(jìn)一步經(jīng)過酸化處理，具體為：分別采用0.1mol/l的硫酸和磷酸以固液比1:5對(duì)cuo@ceo2催化劑進(jìn)行浸泡2h，然后過濾，在150℃烘干，最后在450℃煅燒4h，分別得到催化劑cuo(0.5)@ceo2(0.5)-s和cuo(0.5)@ceo2(0.5)-p。

19、上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比至少具有如下有益效果：

20、上述方案，通過火焰合成的方式一次性合成納米級(jí)cuo@ceo2催化劑，將堿性活性位cuo作為催化劑的外殼，用于吸附酸性氣體no、so2、hcl等，吸附的no轉(zhuǎn)化為no2，通過脫硝快速反應(yīng)將nh3、no轉(zhuǎn)化為n2和h2o以及將vocs轉(zhuǎn)化為co2和h2o；由于nh3在cuo外殼對(duì)hg0吸附氧化具有強(qiáng)烈的抑制作用，因此hg0通過外殼進(jìn)入cuo@ceo2催化劑核心氧化活性位點(diǎn)ceo2，通過吸附no、hcl氣體形成活性位點(diǎn)使hg0轉(zhuǎn)化為氧化態(tài)汞（hgo、hg(no3)2等）。從而使脫硝區(qū)域與hg0氧化反應(yīng)區(qū)域有效分離，達(dá)到多污染物協(xié)同凈化的目的。此外，通過進(jìn)一步的酸化處理，能夠有效增加催化劑的脫硝性能，提高脫硝效率。

技術(shù)特征：

1.一種低溫協(xié)同脫硝脫汞的cuo@ceo2催化劑，其特征在于，通過火焰合成的方式一次性合成納米級(jí)cuo@ceo2催化劑，所述cuo@ceo2催化劑為核殼催化劑，堿性活性位cuo作為催化劑的外殼，ceo2作為催化劑的核心氧化活性位點(diǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫協(xié)同脫硝脫汞的cuo@ceo2催化劑，其特征在于，所述cuo@ceo2催化劑的制備過程如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫協(xié)同脫硝脫汞的cuo@ceo2催化劑，其特征在于，所述步驟s1中催化劑前驅(qū)物為ce(no3)3、羰基銅，ce(no3)3和羰基銅中ce和cu的摩爾比為1:1或1:4或4:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫協(xié)同脫硝脫汞的cuo@ceo2催化劑，其特征在于，所述步驟s1中溶劑為優(yōu)級(jí)純乙醇和正已烷按體積比1:1混合制得。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫協(xié)同脫硝脫汞的cuo@ceo2催化劑，其特征在于，所述步驟s2中預(yù)混合氣體為乙醇與純氧氣混合而成，其中，乙醇與純氧氣的摩爾比例為1:3.5，純氧氣流量為10l·min-1。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫協(xié)同脫硝脫汞的cuo@ceo2催化劑，其特征在于，所述步驟s2中火焰溫度穩(wěn)定在1800~2200℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫協(xié)同脫硝脫汞的cuo@ceo2催化劑，其特征在于，所述步驟s3中氣溶膠粒徑為500-1000?nm。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫協(xié)同脫硝脫汞的cuo@ceo2催化劑，其特征在于，所述步驟s4中滯止板為厚度1-2mm的鋁板，滯止板背面具有水冷裝置，保證滯止板溫度在50℃以下；所述滯止板距離霧化器噴嘴40-60cm。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫協(xié)同脫硝脫汞的cuo@ceo2催化劑，其特征在于，所述步驟s1中添加六羰基鎢作為前驅(qū)物，得到催化劑cuo(0.5)?@ceo2(0.5)-w，其中，六羰基鎢中w占前驅(qū)物整體的摩爾比為10%。

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫協(xié)同脫硝脫汞的cuo@ceo2催化劑，其特征在于，所述步驟s5中得到的cuo@ceo2催化劑進(jìn)一步經(jīng)過酸化處理，具體為：分別采用0.1mol/l的硫酸和磷酸以固液比1:5對(duì)cuo@ceo2催化劑進(jìn)行浸泡2h，然后過濾，在150℃烘干，最后在450℃煅燒4h，分別得到催化劑cuo(0.5)@ceo2(0.5)-s和cuo(0.5)@ceo2(0.5)-p。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種低溫協(xié)同脫硝脫汞的CuO@CeO<subgt;2</subgt;催化劑，屬于脫硝脫汞催化劑技術(shù)領(lǐng)域。該催化劑通過火焰合成的方式一次性合成納米級(jí)CuO@CeO<subgt;2</subgt;催化劑，所述CuO@CeO<subgt;2</subgt;催化劑為核殼催化劑，堿性活性位CuO作為催化劑的外殼，CeO<subgt;2</subgt;作為催化劑的核心氧化活性位點(diǎn)。堿性活性位CuO作為催化劑的外殼，用于吸附酸性氣體NO、SO<subgt;2</subgt;、HCl等，吸附的NO轉(zhuǎn)化為NO<subgt;2</subgt;，通過脫硝快速反應(yīng)將NH<subgt;3</subgt;、NO轉(zhuǎn)化為N<subgt;2</subgt;和H<subgt;2</subgt;O以及將VOCs轉(zhuǎn)化為CO<subgt;2</subgt;和H<subgt;2</subgt;O。從而使脫硝區(qū)域與Hg<supgt;0</supgt;氧化反應(yīng)區(qū)域有效分離，達(dá)到多污染物協(xié)同凈化的目的。

技術(shù)研發(fā)人員：岳濤,李國良,鄭揚(yáng),童亞莉,高佳佳,張銘鈺,楊宇涵
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21