本发明涉及催化剂,尤其涉及一种高效抗硫抗水型co氧化催化剂及其制备方法。
背景技术:
1、钢铁作为我国的支柱产业,其产量占据全球总产量的一半,在烧结过程中漏风率高,有很大一部分空气不能参与到反应中,会大大增加烧结烟气量。烧结烟气排放的一氧化碳浓度可达几千mg/m3,而我国出台的环境空气质量标准中指出24小时co浓度限值为4mg/m3。烟气主要由一氧化碳(co)、二氧化硫(so2)、水蒸气等组成,是毒物质的复合污染,对人体的危害轻则急性中毒,重可导致死亡。
2、故co去除时易受烟气中的so2和水蒸气的影响,导致催化剂失活,co去除效率不佳。因此,有效控制烧结烟气中的co浓度对发展我国健康环保的钢铁产业具有重要意义。
3、申请号为202310427755.9的发明专利公开了一种抗硫抗水型co氧化催化剂及其制备方法,该专利是以高锰酸钾、去离子水、浓硝酸以及硝酸锰为原料制备oms-2粉体;然后加入碱土金属盐溶液混合制备oms-2粉体溶液;最后将oms-2粉体溶液进行热处理得到抗硫抗水型co氧化催化剂,但是该发明的作用原理与本申请不同。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明提供了一种高效抗硫抗水型co氧化催化剂及其制备方法,所述催化剂以具有较好抗硫抗水性能的cu-oms-2为基础,通过简单的naoh溶液处理,极大程度上增强了催化剂去除co的性能,同时提升了催化剂的抗中毒能力。
2、为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
3、一种高效抗硫抗水型co氧化催化剂的制备方法,包括以下步骤:
4、(1)将高锰酸钾溶解于去离子水中,然后依次加入浓硝酸、硝酸铜及硝酸锰,搅拌均匀后进行反应,得到反应后的液体;
5、(2)将步骤(1)所述反应后的液体进行固液分离,并洗涤至中性,得到分离后的固体和液体;
6、(3)将步骤(2)所述固体浸渍于含有氢氧化钠溶液的容器中,密封后进行反应,得到反应后的混合物;
7、(4)将步骤(3)所述反应后的混合物进行固液分离,并洗涤至中性,然后将分离后的固体依次进行干燥、研磨、煅烧、压制、粉碎和筛分,得到高效抗硫抗水型co氧化催化剂。
8、优选地,步骤(1)中所述高锰酸钾、浓硝酸、硝酸铜及硝酸锰的比例为0.02~0.03mol:1~1.3ml:3.5-4.0mmol:0.02~0.03mol。
9、优选地,步骤(1)中所述浓硝酸的浓度为14-18mol/l。
10、优选地,步骤(1)中所述搅拌的时间为20~40min。
11、优选地,步骤(1)中所述反应温度为75~85℃,反应时间为20~24h。
12、优选地,步骤(3)中所述氢氧化钠溶液的浓度为0.5-2mol/l。
13、优选地,步骤(3)中所述反应温度为25-50℃,反应时间为4-6h。
14、优选地,步骤(4)中所述干燥温度为75~85℃,干燥时间为10-12h。
15、优选地,步骤(4)中所述煅烧温度为350-450℃,煅烧时间为4-6h,煅烧过程的升温速度为2-5℃/min,所述筛分至40-60目。
16、本发明的另一目的在于提供一种由上述方法制备而成的高效抗硫抗水型co氧化催化剂。
17、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:本发明利用特定浓度的氢氧化钠溶液对cu-oms-2进行简单的处理,极大地增强了催化剂去除co的能力,同时提升催化剂的抗中毒能力。该催化剂在反应4h后,催化氧化一氧化碳的效率达95%;利用naoh溶液再次处理反应后的催化剂,对其进行复用测试,发现第二次复用的催化剂在反应4小时后,仍具有近乎80%的催化效果,说明本发明制备的催化剂不但能有效地去除烟气中的一氧化碳,同时催化剂还能够重复使用且催化性能稳定。
1.一种高效抗硫抗水型co氧化催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的高效抗硫抗水型co氧化催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述高锰酸钾、浓硝酸、硝酸铜及硝酸锰的比例为0.02~0.03mol:1~1.3ml:3.5-4.0mmol:0.02~0.03mol。
3.根据权利要求1所述的高效抗硫抗水型co氧化催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述浓硝酸的浓度为14-18mol/l。
4.根据权利要求1所述的高效抗硫抗水型co氧化催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述搅拌的时间为20~40min。
5.根据权利要求1所述的高效抗硫抗水型co氧化催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述反应温度为75~85℃,反应时间为20~24h。
6.根据权利要求1所述的高效抗硫抗水型co氧化催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述氢氧化钠溶液的浓度为0.5-2mol/l。
7.根据权利要求1所述的高效抗硫抗水型co氧化催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述反应温度为25-50℃,反应时间为4-6h。
8.根据权利要求1所述的高效抗硫抗水型co氧化催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(4)中所述干燥温度为75~85℃,干燥时间为10-12h。
9.根据权利要求1所述的高效抗硫抗水型co氧化催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(4)中所述煅烧温度为350-450℃,煅烧时间为4-6h,煅烧过程的升温速度为2-5℃/min,所述筛分至40-60目。
10.一种高效抗硫抗水型co氧化催化剂,其特征在于,根据权利要求1-9任一所述的制备方法制备而成。