[发明专利]一种利用整体式电致热金属丝网催化剂催化氧化NO的方法

说明书

一种利用整体式电致热金属丝网催化剂催化氧化NO的方法，所述催化剂通过如下步骤制备：(1)将金属丝网材料置于丙酮中超声除油，用蒸馏水冲洗干净；再将金属丝网置于NaOH溶液中超声，用蒸馏水冲洗干净；最后将金属丝网置于HNO₃溶液中超声除去表面的氧化物，用蒸馏水冲洗干净后，干燥；(2)将预处理后的金属丝网置于纯氧中煅烧；(3)将Pt纳米粒子溶胶分散液喷洒在煅烧后的金属丝网上，然后干燥，再焙烧得到负载Pt或Pd纳米粒子的整体式电致热金属丝网催化剂。本发明采用的催化剂中活性组分高度分散不易团聚且与载体结合能力强，具有贵金属用量少、活性高、通电能自发热的特点，使得该催化氧化NO的方法具有节能、高效、快速反应的特性。

技术领域

本发明涉及一种利用整体式电致热金属丝网催化剂催化氧化NO的方法。

背景技术

众所周知，燃煤电厂、化石燃料的燃烧以及船舶都会排放出大量的大气污染物，包括NO、NO₂、N₂O、N₂O₃、N₂O₅等多种氮氧化物(NO_X)。NO_X是造成酸雨、雾霾、光化学烟雾的主要原因，因此有关降低氮氧化物排放的技术研究已成为社会关注的热点。

NO_X废气的主要成分为NO，NO较为惰性，净化条件较为苛刻。但如果先将NO氧化为NO₂，则可以大幅提高NO_X的治理效率。如在SCR反应中，NO₂可以再很低的温度下与还原剂快速反应，另外NO₂也非常容易被碱液吸收，通过简单的低温液相吸收技术，即可达到脱硝的目的。而这些技术的核心为NO的催化氧化。目前，NO氧化所用的催化剂主要有颗粒型和整体式催化剂。对于颗粒型催化剂，如中国专利(CN102274733.A)以氧化锰和氧化铜为活性组分、以二氧化钛为载体，显著提高了催化剂在低温时的活性，同时也克服了催化剂因活性组分单一而容易受水蒸气和SO₂影响的问题。但颗粒催化剂在强放热反应中会产生“热点”和局部高温，催化剂容易烧结和失活，并且催化剂床层压降高，不适合处理高空速的NO气体。而常用的整体式催化剂以堇青石蜂窝陶瓷为载体，如中国专利(CN105126822.A)以堇青石蜂窝陶瓷为载体，拟薄水铝石为粘结剂，将氧化锰催化剂涂覆在堇青石载体上，该整体式氧化锰催化剂制备方法较简便，成本较低，可用于低浓度NO的催化氧化。但是蜂窝陶瓷基体存在传质和传热效率不高、机械强度不高、结构调节性差等缺点。此外，对于中高温NO的催化氧化，常需要外加热源的方式，如：燃料燃烧加热，电阻炉加热等等。这种加热方式能耗非常大，且能量利用率低。而以金属基底为载体的催化剂则有低压降、机械强度高、导电性能优良、高热导率和结构可调节性等特点，因此被认为是较适宜的燃烧催化剂载体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用整体式电致热金属丝网催化剂催化氧化NO的方法，该方法采用的催化剂制备方法简单，对任意金属结构的材料均有效，催化剂中活性组分高度分散不易团聚且与载体结合能力强，具有贵金属用量少、活性高、通电能自发热的特点，使得该催化氧化NO的方法具有节能、高效、快速反应的特性。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种利用整体式电致热金属丝网催化剂催化氧化NO的方法，所述的整体式电致热金属丝网催化剂通过如下步骤制备：

(1)金属基底的表面预处理：将金属丝网材料置于丙酮中超声5-30min除油，用蒸馏水冲洗干净；再将金属丝网置于5-10wt％的NaOH溶液中超声5-30min，用蒸馏水冲洗干净；最后将金属丝网置于5-10wt％的HNO₃溶液中超声5-30min除去表面的氧化物，用蒸馏水冲洗干净后，于60-150℃温度下干燥0.5-5h；

(2)金属丝表面涂层的制备：将预处理后的金属丝网置于纯氧中于800-1200℃煅烧0.5-12h；