[發明專利]一種深度氨還原一氧化氮催化劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201110374183.X
• 申請日: 2011-11-21
• 公開（公告）號: CN102513127A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 張遠洋;王乾龍;朱景利;王艷輝
• 申請（專利權）人: 張遠洋;王乾龍;朱景利;王艷輝
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J23/60;B01J23/648;B01D53/90;B01D53/56
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• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及工業催化劑開發及環境保護領域，具體涉及一種富氧條件下，氨選擇性催化還原一氧化氮負載型、非貴金屬活性組分均布、貴金屬活性組分非均布催化劑及其制備方法。

背景技術：

在化學化工、電力、煉鋼等工業生產中，產生大量的工業廢氣，廢氣中含一定濃度的氮氧化物，主要包括一氧化氮、二氧化氮為主。一氧化氮是無色、無刺激氣味的氣體，一氧化氮極易與空氣中的氧反應生成二氧化氮，二氧化氮是棕紅色有刺激性臭味的氣體。氮氧化物對人類的危害是刺激肺部，降低人的抵抗能力，引起呼吸系統疾病，尤其對兒童造成肺部發育受損，長期吸入氮氧化物導致肺部構造改變。以一氧化氮和二氧化氮為主的氮氧化物是形成光化學煙霧和酸雨的一個重要原因，氮氧化物在紫外線照射下于空氣中的污染物反應形成有光化學煙霧，危害生態環境，降低大氣能見度，氮氧化物與空氣中的水反應生成硝酸和亞硝酸是形成酸雨的主要成分。工業中主要使用氨選擇性催化還原(SCR)技術及直接催化分解技術凈化工業廢氣。選擇性催化還原(SCR)脫除工業廢氣中氮氧化物技術是較好的技術，在催化劑的作用下，通常在小于600℃的溫度條件下，以氨為還原劑(CN1102435C；CN11088505C；CN120919C；WO9852681)，其代表性反應方程式為：

現有技術在反應過程中需要添加還原劑氨，凈化過程中氨的加入量要進行嚴格控制，容易產生二次污染，而且催化劑對廢氣中的雜質要求嚴格，容易中毒失去活性，催化劑的穩定性差。

發明內容：

本發明的目的是提供一種深度氨還原一氧化氮催化劑及其制備方法，它對一氧化氮具有氨還原功效，對反應體系中過量的氨具有選擇性氧化功效，是雙功能催化劑，具有活性高、低溫穩定性好、貴金屬用量少的優點，比常用催化劑的貴金屬用量低5～25倍，多次啟動性好，生產成本低。

為了解決背景技術所存在的問題，本發明是采用以下技術方案：它的制備方法為：1、稱取可溶性金屬鹽及蒸餾水，配置一定濃度的鹽溶液；2、稱取定量預處理的催化劑載體，置于非貴金屬鹽溶液中進行飽和浸漬2～10小時，過濾、90～120℃干燥4～12小時，得到催化劑前驅體I；3、將催化劑前驅體I置于貴金屬鹽溶液中進行非飽和浸漬1～10分鐘，過濾、90～120℃干燥4～12小時，450℃培燒3～5小時，得氨選擇性催化還原一氧化氮催化劑前驅體II；4、催化劑前驅體II，在室溫條件下采用5～15％的水合阱溶液還原3～10小時后，過濾、洗滌，60～90℃鼓風干燥箱中干燥4～12小時，得到一氧化氮氨還原催化劑。

本發明為氮氣和水的催化劑為擔載型非均布催化劑，以Al₂O₃為載體的負載型催化劑，以一種貴金屬和一種或多種非貴金屬元素氧化物為催化劑的活性組分。

所述的活性組分為貴金屬和非貴金屬元素氧化物，貴金屬元素氧化物為非均勻分布，非貴金屬氧化物均勻分布。

所述的貴金屬催化劑活性組分分布在催化劑的外表面上，呈現蛋殼型。

所述的貴金屬氧化物在催化劑中含量為0.01～0.5％(wt)，非貴金屬元素氧化物在催化劑中含量為1～15％(wt)。

所述的貴金屬為Pt、Pd、Ag和In中的一種，占催化劑的質量含量為0.01％～0.5％；非貴金屬為鉀、鈉、鈣、鍶、鋇、鎳、鑭、錳、鈷、銅、鋅、鐵、釩等中的一種或多種，占催化劑的質量含量為1.0～15.0％。

所述的催化劑活性組分Pt、Pd采用鉑氯酸、氯化鈀為前體，非貴金屬鉀、鈉、鈣、鍶、鋇、鎳、鑭、錳、鈷、銅、鋅、鐵采用硝酸鹽，釩采用偏釩酸銨作為前體。

本發明當以Al₂O₃或TiO₂為載體時，載體一般需洗滌，干燥，300～450℃培燒預處理。

本發明具有以下有益效果：對一氧化氮具有氨還原功效，對反應體系中過量的氨具有選擇性氧化功效，是雙功能催化劑，具有活性高、低溫穩定性好、貴金屬用量少的優點，比常用催化劑的貴金屬用量低5～25倍，多次啟動性好，生產成本低。

附圖說明：

圖1是本發明實施例7催化劑穩定性結果示意圖。

具體實施方式：