[发明专利]一种具有低温SCR活性的改性滤料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有低温SCR活性的改性滤料的制备方法，其特征在于：采用溶胶凝胶法制备了负载于石墨烯上的Zr-Mn-FeO_x催化剂Zr-Mn-FeO_x@rGO，以十二烷基苯磺酸钠SDBS作为表面活性剂将Zr-Mn-FeO_x@rGO与聚苯硫醚纤维结合在一起制备获得所述具有低温SCR活性的改性滤料。

2.如权利要求1所述的具有低温SCR活性的改性滤料的制备方法，其特征在于：Zr-Mn-FeO_x@rGO具体制备方法包括以下步骤：

(1)将Hummers法制备的氧化石墨烯GO溶解在50ml去离子水中，加入50ml冰醋酸、180ml乙醇搅拌均匀制成混合液，称取等摩尔比的二水醋酸锰Mn(CH₃COO)₃·2H₂O和高铁酸钾K₂FeO₄溶解在50ml去离子水中加入混合液中，以醋酸调节pH为3~4；

(2)往混合液中缓慢滴加调配好的锆酸四丁酯至溶液逐渐黏稠形成凝胶，形成凝胶过后持续搅拌60min，在50℃温度下陈化24h，然后在80℃油浴条件下除去多余的醇类和水；

(3)将油浴干燥后的产物在充氮保护条件450℃保温4h，降至室温后得到了Zr-Mn-FeO_x@GO；

(4)预热管式炉，将Zr-Mn-FeO_x@GO平铺在石英舟中，待管式炉升温至120℃将石英舟置入管式炉，先通入气压为0.1MPa的氮气，管式炉升温至400℃后，关闭氮气，通入气压0.03MPa流量150mL/min的氢气在400℃还原两个小时，关掉电源和氢气，充入0.1MPa的氮气2h，关闭氮气后等待石英舟冷却至室温，然后充入0.1MPa氩气在800℃的管式炉中煅烧1h得到Zr-Mn-FeO_x@rGO。

3.如权利要求2所述的具有低温SCR活性的改性滤料的制备方法，其特征在于：氧化石墨烯添加量为催化剂反应原料二水醋酸锰、高铁酸钾、锆酸四丁酯质量总和的0.6wt%。

4.如权利要求2所述的具有低温SCR活性的改性滤料的制备方法，其特征在于：以摩尔比计，Mn：Zr：Fe=1：x：1，其中x介于1~4之间。

5.如权利要求2所述的具有低温SCR活性的改性滤料的制备方法，其特征在于：所述Hummers法制备的氧化石墨烯GO按如下方法制备：

(1)将1g膨胀石墨加入到150mL烧杯中，加入40mL浓硫酸，将其置于水浴锅室温搅拌，至充分溶解，每隔10min加0.2g的KMnO₄，高锰酸钾总加入量为5g；

(2)KMnO₄全部加入完毕之后，将水温升至50℃，搅拌反应1h，升高反应温度并分别在65℃、75℃、85℃缓慢滴加8mL、6mL、4mL浓磷酸，并分别在每个梯度温度反应1h；

（3）加入80mL去离子水终止反应，将加入去离子水的反应液，置于90℃水浴锅中搅拌10min，逐滴加入H₂O₂至无气泡为止；最后加入20mL盐酸，将得到产物反复离心至中性，转移至冻干机冻干备用。

6.如权利要求1所述的具有低温SCR活性的改性滤料的制备方法，其特征在于：所述脱硝抗硫滤料的具体制备方法为将滤料浸入去离子水在40kHZ超声环境超声处理20min，将0.06g SDBS加入至100ml去离子水中，然后将超声处理的滤料圆片转移到SDBS溶液中，加入1.2~1.6g Zr-Mn-FeO_x@rGO进行水浴，取出滤片在75℃烘箱干燥48h，得到负载催化剂的石墨烯/聚苯硫醚脱硝抗硫滤料。

7.如权利要求6所述的具有低温SCR活性的改性滤料的制备方法，其特征在于：所述水浴具体为60℃水浴环境反应4h。