[发明专利]一种负载三元脱硝抗硫催化剂的木质素改性复合滤料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种负载三元脱硝抗硫催化剂的木质素改性复合滤料及其制备方法，首先利用木质素预处理聚苯硫醚PPS滤料，使其表面获得较多的活性含氧官能团，例如羟基，羧基等。由于这些含氧官能团的存在，使得它被作为可被改性单体提供了基础，之后将聚苯乙烯为模板制备的中空催化剂通过超声作用均匀分散在聚苯硫醚表面，由于木质素的静电吸附作用，使得三元高效脱硝抗硫催化剂被牢牢吸附在聚苯硫醚表面，从而制得具有高效脱硝抗硫功能化的复合滤料。

技术领域

本发明属于功能性复合滤料技术领域，特别涉及到制备一种负载三元脱硝抗硫催化剂的木质素改性复合滤料及其制备方法。

背景技术

国家的进步加快了工业化的进程，工业化的进程不可避免的会产生大量烟气，这些气体是造成雾霾的重要原因。目前，袋式除尘，国内外用来去除烟气的主要方法是湿法除尘和静电除尘，由于聚苯硫醚（PPS）具有优秀的耐腐蚀、化学稳定性和热稳定性，因此它被广泛应用于除尘领域。但是我们知道，工业废气中还含有氮氧化物（NO_x），它包括了多种化合物，如一氧化氮、一氧化二氮、二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮和五氧化二氮等。这几种气体混合物常称为硝烟。空气中的NO_x对人类健康和生态环境均有严重的危害。例如大气中的NO₂与水分子作用生成硝酸，从而形成酸雨，酸雨的危害主要是造成环境酸化，破坏建筑物、文物古迹，严重危害到人类生活和身体健康。因此开发出一种同时具备除尘脱硝功能化的滤料是很有意义的。

同时工业废气中还存在的污染物是硫化物，最终燃煤烟气中硫元素以SO₂形态存在。SO₂是一种无色具有强烈刺激性气味的气体，易溶解于人体的血液和其他黏性液。目前对SO₂毒化机理的认识主要有两种：一种是在催化剂表面生成硫酸铵盐，堵塞催化剂的活性位点使其失活；另一种是脱硝活性中心金属氧化物被硫化生成硫酸盐，导致催化剂失活。因此开发出一种脱硝抗硫一体化的功能化滤料是十分必须的。而本申请开发出的三元催化剂的脱硝抗硫能力是十分优秀的。

随着人类对环境污染和资源危机等问题的认识不断深入，天然高分子所具有的可再生、可降解等性质日益受到重视。而木质素（英语：Lignin）是一种广泛存在于植物体中的无定形的、分子结构中含有氧代苯丙醇或其衍生物结构单元的芳香性高聚物。同时含有多种活性官能团，如羟基、羰基、羧基、甲基及侧链结构。其中羟基在木质素中存在较多，以醇羟基和酚羟基两种形式存在，而酚羟基的多少又直接影响到木质素的物理和化学性质，因此在改性和活化表面领域被广泛应用，在催化剂应用领域却鲜有报道，本文创新性的用其活化改性PPS的表面，制备脱硝抗硫功能化滤料。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种负载三元脱硝抗硫催化剂的木质素改性复合滤料及其制备方法。通过将高效的脱硝三元催化剂与木质素改性的聚苯硫醚相结合的方法，通过木质素的共轭效应将活性功能团接枝聚苯硫醚（PPS）表面，并同时利用活性官能团的静电作用吸附具有高效脱硝抗硫活性的三元催化剂，复合滤料的效果更佳。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种负载三元脱硝抗硫催化剂的木质素改性复合滤料，所述的复合滤料是以聚苯硫醚滤料为载体，通过木质素改性聚苯硫醚惰性表面，制得改性载体；再利用木质素的静电吸附作用，在改性载体上负载中空结构的锰铈锡氧化物催化剂，得到负载三元脱硝抗硫催化剂的木质素改性复合滤料。

所述的木质素的分子量为10000-30000。

聚苯硫醚滤料是以聚苯硫醚纤维为原料，经开松、复合混料、梳理、铺网、针刺、热定型和烧毛压光制备而成，平均孔径在37μm。

聚苯乙烯微球的直径为2~3μm。

所述的复合滤料中，三元脱硝抗硫催化剂的负载量大于5mg/cm²。