[发明专利]一种中空多孔微球催化材料及其制备方法和降解NO应用

说明书

本发明提供一种中空多孔微球催化材料及其制备方法和降解NO应用，包括溶液的配制、溶液的混合、混合溶液反应以及样品的煅烧。通过简单的调节表面活性剂聚乙二醇及硝酸铈的用量，首次成功制备出了一系列新型的具有均匀大小的中空多孔结构的CeOx‑(Co,Mn)3O4尖晶石纳米材料。由于制备方法的创新，比传统的其他合成方法,所用原料简单，而且过程相对简单，可以有效的降低成本。采用软模板‑水热法制备此新颖的中空多孔纳米结构，新型的物质CeOx‑(Co,Mn)3O4)，其具有的独特中空多孔结构，使得催化剂拥有较大的比表面积，并且合成的产物具有均匀的形貌，较高的纯度及优良的脱硝性能。

技术领域

本发明属于简单易行的软模板-水热法合成中空多孔状铈氧化物复合钴锰尖晶石的脱硝催化剂纳米材料技术领域，更加具体的说，涉及一种新型铈氧化物复合钴锰尖晶石(CeOx-(Co,Mn)3O4)中空多孔纳米材料及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着我国现代工业的发展和城市化进程的加速，能源消耗量，特别是化石能源的消耗量大幅度增加，与此相应的废气排放导致的大气环境污染问题日益突出。氮氧化物NOx是主要的大气污染之一，其中，大气污染物主要是NO和NO2。选择性催化还原(SCR)技术是世界上应用最为广泛、最为成熟且最有成效的烟气脱硝技术，它是指在一定的温度和催化剂的作用下，选择合适的还原剂，有选择性的将烟气中的NOx还原为无毒无污染的N2和H2O的技术。

过渡金属氧化物催化脱硝材料拥有较高的NOx消除性能，与贵金属催化材料相比其表现出更高的抗氧性，而且其应用成本低。同时，过渡金属氧化物中低温选择性催化氮氧化物还原的研究是当前脱硝领域的热点。锰是地壳中储量仅次于铁的过渡金属元素，锰基尖晶石型过度金属氧化物作为一类重要的无机功能材料，尖晶石(Spinel)型金属氧化物由于其特有的晶体结构类型和优异的物理化学性质一直受到全世界科研工作者的关注，其是由两种或多种金属元素通过一定的化学反应复合而成的金属氧化物材料，属于立方晶系的离子型化合物。尖晶石型复合金属氧化物合成原料丰富、原料成本低廉、材料结构稳定、催化活性较高和环境友好等诸多优点，具有更佳的实际应用价值。

研究表明，锰基氧化物及其与其它元素构成的复合氧化物对完全氧化反应具有很高的催化活性，常用的复合过渡金属元素为Fe,Co和Ce等，而且该催化剂对环境友好，无污染且成本低廉，因此可用来催化消除碳烟及NOx。氮氧化物降解效率主要与催化剂的接触面积及接触时间密切相关。但是，当前研究的锰基脱硝催化剂主要是一些纳米颗粒或者并无均匀形貌的材料，然而对于中空多孔的中低温锰基脱硝催化材料报道很少。中空多孔的结构不仅可以有效的提高催化剂的比表面积，也可以增加NOx的停留反应时间。

发明内容