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专利号: 2025109564154
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种CO与PM2.5协同脱除多功能滤料,其特征在于,包括复合连接的抗硫功能膜和催化滤料,所述催化滤料包括滤料基布和裹在滤料基布表面的中空蛋黄壳结构催化界面;

所述中空蛋黄壳结构催化界面包括内核、中空层和壳层,所述内核为Cu‑Mn‑Fe‑Sn‑La‑Pd‑Ox复合氧化物,其中,Cu、Mn、Fe、Sn、La、Pd元素的摩尔比为1:(8~20):(1~10):(0~0.5):(0~0.5):(0~0.3);所述壳层为Si‑Zr‑Ce‑Ox复合氧化物,其中,Si、Zr、Ce元素的摩尔比为1:(0.1 0.5):(0.5 1)。

~ ~

2.根据权利要求1所述的CO与PM2.5协同脱除多功能滤料,其特征在于,所述内核的质量为滤料基布质量的10 20%;所述壳层的质量为滤料基布质量的10 20%。

~ ~

3.根据权利要求1所述的CO与PM2.5协同脱除多功能滤料,其特征在于,所述滤料基布为氟美思滤料、P84滤料、PE滤料、玻纤滤料中的一种。

4.根据权利要求1所述的CO与PM2.5协同脱除多功能滤料,其特征在于,所述抗硫功能膜的坯料包括以下质量百分比的组分:抗硫活性组分10 40%,聚四氟乙烯粉料35 65%,扩散剂3 10%,造孔剂5 20%,偶联剂3~ ~ ~ ~ ~

10%,正庚烷2 5%。

~

5.根据权利要求4所述的CO与PM2.5协同脱除多功能滤料,其特征在于,所述抗硫活性组分以Mo‑Ni‑Ce复合物为活性组分,其中,Mo、Ni、Ce元素的摩尔比为1:(1‑3):(1‑5);

和/或,所述扩散剂选用脂肪醇聚氧乙烯醚、二萘基甲烷二磺酸钠中的一种或多种;

和/或,所述的造孔剂选用乙二醇、聚乙二醇中的一种;

和/或,所述偶联剂选用乙烯基三(β‑甲氧基乙氧基)硅烷、N‑(β‑氨乙基)‑γ‑氨丙基三乙氧基硅烷、γ‑氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种。

6.一种权利要求1~5任一项所述的CO与PM2.5协同脱除多功能滤料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将可溶性铜盐、锰盐、铁盐、锡盐、镧盐、钯盐置于异丙醇和甘油的混合溶液中,搅拌均匀,得到a液;

将硅盐、锆盐、铈盐置于去离子水中,搅拌均匀,得到b液;

将预处理后的滤料基布与a液转移至反应釜中进行反应,反应结束后取出滤料,洗涤,烘干;

将烘干后的滤料置于无水乙醇中超声,然后加入b液进行回流反应,反应完成后取出滤料,经洗涤、烘干和煅烧后,得到包含中空蛋黄壳结构催化界面的催化滤料;

将抗硫功能膜与催化滤料进行热压复合,冷却后,即得CO与PM2.5协同脱除多功能滤料。

7.根据权利要求6所述的CO与PM2.5协同脱除多功能滤料的制备方法,其特征在于,所述a液的具体制备方法包括:将可溶性铜盐、锰盐、铁盐、锡盐、镧盐、钯盐置于体积比为(4 7):~

1的异丙醇和甘油的混合溶液中,其中,铜盐、锰盐、铁盐、锡盐、镧盐和钯盐的总质量与混合溶液的质量比为1:(20 50),在25 40℃条件下,以400 650r/min的转速磁力搅拌20 40min~ ~ ~ ~至各盐溶解,即得;

和/或,所述b液的具体制备方法包括:将硅盐、锆盐、铈盐置于去离子水中,其中,硅盐、锆盐和铈盐的总质量与去离子水的质量比为1:(20 60),在50 80℃条件下,以400 600r/~ ~ ~min的转速磁力搅拌30 90min,至各盐完全溶解,即得。

~

8.根据权利要求6所述的CO与PM2.5协同脱除多功能滤料的制备方法,其特征在于,所述铜盐选用硝酸铜或氯化铜;所述锰盐选用硫酸锰或硝酸锰;所述铁盐选用硝酸铁或硫酸亚铁;所述锡盐选用四氯化锡、硫酸锡、硝酸锡中的一种;所述镧盐选用硝酸镧或醋酸镧;所述钯盐选用硝酸钯、氯化钯、醋酸钯中的一种;

和/或,所述硅盐、锆盐、铈盐分别选用硅酸铵、硝酸氧锆、硝酸铈。

9.根据权利要求6所述的CO与PM2.5协同脱除多功能滤料的制备方法,其特征在于,所述包含中空蛋黄壳结构催化界面的催化滤料的制备方法包括:将预处理后的滤料基布与a液转移至聚四氟乙烯衬里的密封反应釜内,在160 200℃条~件下反应6 8h,待反应结束后取出滤料并洗涤,随后转移至烘箱在60 70℃条件下干燥5~ ~ ~

8h;

将烘干后的滤料置于无水乙醇中,在25 35℃条件下超声20 50min;随后向其中加入b~ ~液,在80 95℃条件下回流反应2 3h,反应完成后取出滤料洗涤,之后在60 80℃条件下于烘~ ~ ~箱中烘干8 12h;烘干结束后,将滤料放入马弗炉中,于200 240℃条件下煅烧2 6h,得到包~ ~ ~含中空蛋黄壳结构催化界面的催化滤料。

10.根据权利要求6所述的CO与PM2.5协同脱除多功能滤料的制备方法,其特征在于,所述抗硫功能膜的制备方法包括:将可溶性钼盐、镍盐、铈盐与离子水混合,其中,钼盐、镍盐和铈盐的总质量与去离子水的质量比为1:(10 15),在50 80℃条件以下400 600r/min的转速磁力搅拌30 90min,使各~ ~ ~ ~盐完全溶解;然后加入0.3~1.5mol/L Na2CO3溶液在20~80℃条件下以400~600r/min的转速混合磁力搅拌,得到沉淀液;对沉淀液中的沉淀物进行抽滤、洗涤;然后在50~100℃条件下于烘箱中干燥4~8h,再将沉淀物置于马弗炉中在300~950℃条件下煅烧4~12h,得到抗硫活性组分;

按配比将聚四氟乙烯粉料、抗硫活性组分、扩散剂、偶联剂、造孔剂和正庚烷放入搅拌器进行混合搅拌,搅拌速度为100 1000r/min,搅拌时间60 600min,取出后在60 80℃下静~ ~ ~置24 48h,得到抗硫功能膜的坯料;

~

将抗硫功能膜的坯料通过预挤步骤挤出条状预成型体,然后在温度为150 300℃,压力~为2 8Mpa,处理速度为0.5 1.5m/min的条件下对预成型体进行压延;最后拉伸,对预成形体~ ~在第一方向和在垂直于第一方向的第二方向进行双轴拉升,拉伸条件采用纵向拉伸倍数为

2 5倍,拉伸温度为90 200℃,控制膜的厚度为200 500nm,孔径尺寸为60 100nm,即得抗硫~ ~ ~ ~功能膜。

11.根据权利要求10所述的CO与PM2.5协同脱除多功能滤料的制备方法,其特征在于,所述钼盐选用钼酸铵或钼酸锂;所述镍盐选用硝酸镍或氯化镍;所述铈盐选用硫酸铈、硝酸铈、氧化铈中的一种。

12.根据权利要求6所述的CO与PM2.5协同脱除多功能滤料的制备方法,其特征在于,所述抗硫功能膜与催化滤料采用热压辊进行热压复合,热压复合的温度为120 300℃,压力为~

4 8MPa,在热压辊上的处理速度为1 3m/min。

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