[發明專利]基于TiO2-ZrO2復合載體的SCR煙氣脫硝催化劑及制備方法

有效

• 申請號: 201110158422.8
• 申請日: 2011-06-13
• 公開（公告）號: CN102266761A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 張俊姣;陸強;蘇淑華;楊勇平;董長青
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: B01J21/06
• 分類號: B01J21/06;B01J23/30;B01J32/00;B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

技術領域

本發明屬于環境保護與環境催化領域，具體涉及一種新型的基于TiO₂-ZrO₂復合金屬氧化物載體的SCR煙氣脫硝催化劑。

背景技術

氮氧化物(NOx)是主要的大氣污染物，可以引起酸雨、光化學煙霧、溫室效應及臭氧層的破壞，對人體健康也有著嚴重的危害。自然界中的NOx63％來著工業污染和交通污染，是自然發生源的2倍，其中電力工業的排放占到40％，因此如何有效控制燃煤電站NOx的排放備受人們關注。NOx污染是一個全球性的環境問題，近年來各國對NOx排放的要求也日趨嚴格。在各類脫硝技術中，氨選擇性催化還原(SCR)法由于其高效的脫硝效率、選擇性好，且技術成熟，是目前主要的燃煤電站脫硝技術。

SCR脫硝技術的關鍵是催化劑。開發活性高、熱穩定性好、耐久性好的催化劑是研究的重點。目前固定源電廠NH₃-SCR一般使用V₂O₅/WO₃/TiO₂商業催化劑，其中V₂O₅是活性組分，發揮著主要催化效果；WO₃是助劑，可進一步提高催化劑的熱穩定性、脫硝活性和抗中毒性；銳鈦礦型TiO₂是載體，具有較好的抗硫中毒能力，硫酸鹽在TiO₂表面的穩定性也比其他氧化物表面弱。然而，這種商業的脫硝催化劑催化活性溫度范圍較窄，通常是300-400℃，而且催化活性也有待于進一步提高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種活性高、熱穩定性好、活性溫度窗口較寬的SCR煙氣脫硝催化劑及其制備方法，本催化劑利用復合金屬氧化物TiO₂-ZrO₂為載體，充分改善載體的性能，同時通過和V₂O₅、WO₃和CeO₂之間的相互作用，提高了催化劑的脫硝活性并拓寬催化活性溫度窗口。

該脫硝催化劑的組成為：在納米TiO₂-ZrO₂復合載體上，負載助劑WO₃和CeO₂、活性組分V₂O₅共同構成復合型催化劑；其中，在所述納米TiO₂-ZrO₂復合載體中，TiO₂所占的質量百分比為50-95％；在制得的復合型催化劑中，TiO₂-ZrO₂的質量百分比為83.5-94.5％，V₂O₅、WO₃、CeO₂各自所占的質量百分比分別為0.5-1.5％、4-10％和1-5％。

一種基于TiO₂-ZrO₂復合金屬氧化物載體的SCR煙氣脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)復合載體的制備：

量取一定量的鈦源，緩慢滴入至4-10倍體積的無水乙醇溶液中，另外量取一定量的鋯源緩慢滴入至上述含有鈦源的無水乙醇溶液中，使最終得到的TiO₂-ZrO₂復合金屬氧化物中TiO₂所占的質量百分比為50-95％；在劇烈攪拌的條件下，緩慢滴加沉淀劑直至pH值達到9左右，得到氫氧化物沉淀并靜置一定時間；而后對上述混合物過濾、洗滌、用AgNO₃檢測、干燥、焙燒，即得到納米TiO₂-ZrO₂復合金屬氧化物；

(2)復合載體助劑和活性組分的負載：

按照等體積浸漬法，量取一定量的硝酸鈰溶于去離子水中，將TiO₂-ZrO₂復合載體加入上述硝酸鈰溶液中，超聲處理并靜置一定時間；而后對上述物料進行干燥、焙燒，即得到CeO₂/TiO₂-ZrO₂；