[发明专利]一种选择性催化还原NO的贵金属负载MnO2催化剂及其制备方法

说明书

一种选择性催化还原NO的贵金属负载MnO₂催化剂及其制备方法，本发明涉及催化还原NO的催化剂及其制备方法。本发明是要解决现有的金属氧化物催化剂工作温区窄导致脱除NO_x的效果差、贵金属成本高和使用条件苛刻的技术问题。本发明的选择性催化还原NO的贵金属负载MnO₂催化剂是纳米管状MnO₂的表面负载纳米贵金属颗粒，其中贵金属为Pt、Pd或Au。制法：在高锰酸钾溶液中加入盐酸，然后水热法合成纳米管状MnO₂；再向MnO₂滴加贵金属酸，然后在流动空气的管式炉中煅烧，得到催化剂。该催化剂的活性温区是230～700℃，价格低廉。可用于NO_x处理领域。

技术领域

本发明涉及催化还原NO的催化剂及其制备方法。

背景技术

近年来，我国空气污染事件频发，大气中的NO_x可造成酸雨、光化学烟雾等，也是形成区域细粒子危害和雾霾的重要原因。氮氧化物不仅会破坏植物、建筑物也会对人的健康造成严重伤害。NO_x主要包括NO、NO₂和N₂O，其中，NO占NO_x排放量90％以上。其主要来源于工业锅炉、火电厂、燃煤电厂等为主的固定源和机动车尾气为主的移动源。随着经济社会的快速发展，汽车保有量的快速增加，汽车尾气排放量包括NO_x排放量也快速上升。汽车尾气污染问题日益严重，大气污染治理的形势愈发严峻。为有效遏制大气环境和空气质量不断恶化的势头，我国也制定了更为严格的NO_x排放标准，如何有效脱除氮氧化物的排放已经成为了现在主流的研究课题。

现有的NO_x的消除方法有NO直接分解技术、氮氧化物存储还原技术、选择性催化还原技术、选择性非催化还原技术。其中选择性催化还原技术被认为是最有前景的NO_x消除方法之一。选择性催化还原技术的原理是还原剂在催化剂的作用下与NO_x发生反应，使NO_x转化为N₂，实现NO_x的净化。常见选择性催化还原技术的催化剂有：金属氧化物催化剂、贵金属催化剂。现在商业使用的金属氧化物催化剂是V₂O₅-WO₃/TiO₂，V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂，它们必须安装逆流微粒控制器和烟气脱硫装置才能满足最适宜的工作温度要求(350-400℃)，由于工作温区窄，不能彻底脱除NO_x，同时V₂O₅具有高毒性，会对人体和环境造成污染。欧洲使用的贵金属三元催化剂是将Pd、Pt、Rh活性组分负载在高比表面积Al₂O₃上，但使用纯贵金属催化剂成本高，同时必须精确空燃比才能达到较好的处理效果。

发明内容

本发明是要解决现有的金属氧化物催化剂工作温区窄导致脱除NO_x的效果差、贵金属成本高和使用条件苛刻的技术问题，而提供一种选择性催化还原NO的贵金属负载MnO₂催化剂及其制备方法。

本发明的选择性催化还原NO的贵金属负载MnO₂催化剂是纳米管状MnO₂的表面负载纳米贵金属颗粒，其中贵金属为Pt、Pd或Au，贵金属的负载量按质量百分比为0.1％～1.5％。

上述的选择性催化还原NO的贵金属负载MnO₂催化剂的制备方法，按以下步骤进行：

一、将高锰酸钾加入水中，搅拌溶解，得到高锰酸钾溶液；

二、向高锰酸钾溶液加入盐酸，常温搅拌均匀，得到前驱液；