[發明專利]一種玻璃纖維布負載錳基低溫SCR脫硝催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201510905904.3
• 申請日: 2015-12-09
• 公開（公告）號: CN105457627A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 謝峻林;董盼盼;何峰;胡華;金其奇
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01J23/889;B01J35/02;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

技術領域

本發明屬于工業廢氣處理和環保催化材料領域，具體涉及一種玻璃纖維布負載錳基低溫 SCR脫硝催化劑及其制備方法。

背景技術

氮氧化物(NO_x)不僅能導致酸雨的形成，而且可與臭氧等反應，形成光化學煙霧。目前， 光化學煙霧已成為僅次于可吸入顆粒物和二氧化硫的重要大氣污染物。值得注意的是，隨著 NO_x排放量逐年增加，區域酸沉降趨勢不斷惡化，大氣中二次顆粒物臭氧(O₃)和微細可吸 入顆粒物(PM2.5)居高難下，人體健康和生態環境受到了巨大威脅。氮氧化物的控制與治 理勢在必行。

在眾多脫硝技術中，選擇性催化還原法(selectivecatalyticreduction,SCR)是一項比較有前 景的脫硝技術。此技術是指在催化劑和氧氣存在條件下，利用還原劑(如NH₃、H₂、CO或 碳氫化合物等)有選擇性的將NO_x催化還原成N₂和H₂O。SCR脫硝技術的核心就是SCR脫 硝催化劑。根據工業上溫度的需要可以分為中高溫SCR脫硝催化劑和低溫SCR脫硝催化劑。 其中，適用溫度范圍在200℃以內的SCR低溫脫硝催化劑因其具有良好的經濟效益與社會效 益得到了廣泛研究，目前對SCR低溫脫硝催化劑活性組分應用和研究較多的是錳及其氧化物。

載體能使制成的催化劑具有合適的形狀、尺寸和機械強度，以符合工業反應器的操作要 求；載體可使活性組分分散在載體表面上，獲得較高的比表面積，提高單位質量活性組分的 催化效率。因此，SCR低溫脫硝催化劑常常被負載于特定的載體之上，常見的載體有二氧化 鈦、氧化鋁、硅膠、氧化鋯、氧化鈰、活性炭及某些天然產物如浮石、硅藻土等。這些常用 的載體通常具有較大的比表面積和較好的熱穩定性，從而能夠促進催化反應的進行和防止催 化劑的燒結。此外，有些載體還有一些特殊的性能：CeO₂作為載體時具有很好的儲氧功能， 從而促進了催化反應；分子篩具有離子交換性能、均一的分子大小的孔道、酸催化活性，并 有良好的熱穩定性和水熱穩定性，可制成對許多反應有高活性、高選擇性的催化劑。

目前，錳基SCR低溫脫硝催化劑的負載方法主要包括浸漬法、涂覆法、水熱合成法等。 浸漬法因其具有操作步驟簡單、制備周期短和安全節能等優點，是目前為止采取較多的一種 負載方式。但是由于其制備得到的樣品中催化劑的負載不均勻，牢固度較差，很難在環境復 雜的實際的工業生產中得到運用，因此該種方法目前僅限于實驗室制備使用。

發明內容

本發明的目的是提供一種玻璃纖維布負載錳基低溫SCR脫硝催化劑及其制備方法，該方 法簡單、易操作，可解決錳基低溫SCR脫硝催化劑在負載中存在的負載不均勻、牢固度差等 問題，適合推廣應用。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種玻璃纖維布負載錳基低溫SCR脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟：

1)根據實際用途將玻璃纖維布剪成一定尺寸與形狀，放入肥皂水中浸泡后進行洗滌、晾 干；然后置于鹽酸溶液中進行腐蝕處理，得預處理后的玻璃纖維布，干燥并稱重后，靜置備 用；

2)將低溫脫硝錳系催化劑負載用低溫膠和錳基低溫SCR脫硝催化劑攪拌混合均勻，靜 置備用；

3)將步驟1)所得預處理后的玻璃纖維布平鋪于不銹鋼工作臺上，利用噴涂機將步驟2) 中混合均勻的低溫膠和錳基低溫SCR脫硝催化劑均勻涂覆到步驟1)所得預處理后的玻璃纖 維布上，并置于烘箱內干燥；

4)將步驟3)所得材料置于馬弗爐內進行熱處理，冷卻得負載錳基低溫SCR脫硝催化劑 的玻璃纖維布；

5)將步驟4)所得負載錳基低溫SCR脫硝催化劑的玻璃纖維布進行紅外照射處理，即得 所述的玻璃纖維布負載錳基低溫SCR脫硝催化劑。

上述方案中，步驟1)中所述肥皂水中浸泡時間為20～60min。

上述方案中，步驟1)中所述鹽酸溶液濃度為1～3mol/L，腐蝕處理時間為20～60min。

上述方案中，步驟2)中所述低溫脫硝錳系催化劑負載用低溫膠的體積與錳基SCR低溫 脫硝催化劑的質量之比為(2～10):1。

上述方案中，步驟3)中所述涂覆厚度為0.2～1.2mm。