[发明专利]低温脱除高浓度笑气的非贵金属催化剂及制备方法和应用

权利要求书

1.一种低温脱除高浓度笑气的非贵金属催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将铜盐和铁盐加入由高黏度溶剂和低黏度溶剂组成的混合溶剂中搅拌至完全溶解，形成双溶剂金属盐溶液；

（2）向步骤（1）中得到的双溶剂金属盐溶液中加入水溶性分散剂和油溶性分散剂搅拌得到混合溶液；

（3）向步骤（2）得到的混合溶液中加入氢氧化钠，剧烈搅拌得到混合悬浊液；

（4）将步骤（3）得到的混合悬浊液转移至动态晶化釜中进行晶化；

（5）将步骤（4）中晶化后的悬浊液离心分离，得到固体物质，去离子水洗涤三次，乙醇洗涤三次，得到清洗后固体；

（6）将步骤（5）中清洗后固体装入行星球磨罐中进行球磨，球磨后所得样品采用乙醇洗涤；

（7）将步骤（6）中球磨洗涤后样品置于鼓风干燥箱中干燥，再置于马弗炉中煅烧，即可得到所述的低温脱除高浓度笑气的非贵金属催化剂；

所述非贵金属催化剂为铜基催化剂，所述铜基催化剂以铜氧化物为主催化剂，以铁氧化物为助催化剂，其中铜氧化物的质量分数为20-90w.t.%，其余为铁氧化物，所述非贵金属催化剂的比表面积为10-50m²/g，颗粒尺寸为0.1微米-20微米。

2.根据权利要求1所述的低温脱除高浓度笑气的非贵金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中高黏度溶剂指的是在20℃下黏度大于1.5 mPa.s的溶剂，包括正丙醇、正丁醇、异丁醇、甘油、二甲基亚砜，所述低黏度溶剂包括水、乙醇、甲醇、正己烷，高黏度溶剂和低黏度溶剂的体积比为（1-8）:1。

3.根据权利要求1所述的低温脱除高浓度笑气的非贵金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中铜盐采用无机铜盐和/或有机铜盐中的一种或多种，铁盐采用无机铁盐和/或有机铁盐中的一种或多种；所述铜盐和铁盐的摩尔比为（0.7-2.5）:1。

4.根据权利要求1所述的低温脱除高浓度笑气的非贵金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中水溶性分散剂包括PVP、明胶、聚乙二醇；所述油溶性分散剂包括松节油、油胺、十八烯酸；油溶性分散剂和水溶性分散剂的质量比为（0.1-1）:1；混合溶液中两种分散剂的总浓度为0.01-0.1g/mL；搅拌转速100-150rpm ，搅拌时间为1-1.5小时。

5.根据权利要求1所述的低温脱除高浓度笑气的非贵金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中氢氧化钠的加入摩尔数为原料中铁盐和铜盐摩尔数之和的1-1.5倍；剧烈搅拌的转速为200-400rpm，剧烈搅拌时间为 2-6小时。

6.根据权利要求1所述的低温脱除高浓度笑气的非贵金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）晶化温度为160-240℃，晶化时间为12-24小时。

7.根据权利要求1所述的低温脱除高浓度笑气的非贵金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（6）的行星球磨罐中进行球磨的转速为150rpm，球磨剂采用亚麻酸，球磨时间为1-2小时。

8.根据权利要求1所述的低温脱除高浓度笑气的非贵金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（7）中的干燥温度为80℃，干燥时间12小时，煅烧温度为360℃，煅烧时间为6小时。

9.根据权利要求1-8任一所述的制备方法制得的低温脱除高浓度笑气的非贵金属催化剂在低温脱除高浓度笑气中的应用，其特征在于：所述的脱除高浓度笑气过程中加入还原性物质，所述还原性物质包括一氧化碳、氢气；所述低温为250-350℃，所述的高浓度笑气的体积浓度为1-50%。