[發明專利]負載型錳鈰復合氧化物納米線催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201610244361.X
• 申請日: 2016-05-24
• 公開（公告）號: CN105797715B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 王久生;孫墨杰;王冬;宋國慶;劉絮飛;田淑華
• 申請（專利權）人: 吉林省電力科學研究院有限公司;東北電力大學;國網吉林省電力有限公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司22100
• 代理人: 魏征驥

技術領域

本發明屬于雙金屬復合氧化物材料技術領域，尤其是指一種應用于低溫NH₃-SCR系統中的負載型錳鈰復合氧化物納米線催化劑的制備方法。

背景技術

近年來錳鈰復合氧化物(MnCeO_x)在作為脫硝催化劑的應用方面受到廣泛關注，這是由于其在低溫(100-200℃)條件下具有良好的化學穩定性，良好的表面兩性(酸性和堿性)特性，可吸附酸堿并促進催化反應。這些特性使得MnCeO_x在SCR反應中可作為高效的低溫脫硝催化劑。目前合成方法主要有：共沉淀法、浸漬法、溶膠凝膠法、溶劑熱法，模板法。錳的氧化物具有良好的低溫催化活性，且錳的氧化物具有多種氧化態，有利于實現催化循環反應。氧化鈰(CeO₂)由于具有高氧容量的特點，摻雜CeO₂有利于增加催化劑的氧容量，促進NH₃的吸附活化，有利于脫硝反應的進行。現今研究熱點多是將錳或鈰的氧化物作為改性劑摻雜于其它氧化物中，而國內外對于具有疏松結構的無載體錳鈰雙金屬復合氧化物催化劑的制備方面鮮有研究。迄今，尚未見負載型錳鈰復合納米線作為SCR系統中脫硝催化劑的研究報道和實際應用。

發明內容

本提供一種負載型錳鈰復合氧化物納米線催化劑的制備方法，目的在于提供一種既具有低溫條件下高催化活性，又具有一定抗硫抗水性，科學合理，應用價值高的低溫SCR無載體納米線狀錳鈰復合催化劑的制備方法。

本發明采取的技術方案是：包括以下步驟：

1)制備氧化錳納米線

將硫酸銨、過硫酸銨、硫酸錳按摩爾比10:3:3溶于除鹽水中，硫酸錳濃度為0.22mol/L，將溶液轉移到反應釜，置于微波反應器中，200℃下加熱96h,制成氧化錳納米線；

2)氧化鈰在氧化錳納米線上的負載

首先將氧化錳納米線進行酸化處理，將其置于1mol/L的鹽酸溶液中，不斷攪拌，1h后，分別用除鹽水和乙醇洗滌三次，處理后的氧化錳納米線置于50ml Ce(NO₃)₃溶液，Ce/Mn摩爾比1:1,1:2，1:3，用保鮮膜封口后置于50℃烘箱浸漬24h，氧化錳納米線吸附Ce³⁺，最后將產物洗滌，冷凍干燥后置于溫度550℃馬弗爐中煅燒4h，得到負載型錳鈰復合氧化物納米線催化劑。

本發明通過深入的理論研究和大量的科學試驗，制備了一種能應用于低溫SCR脫硝系統的無載體納米線狀錳鈰復合催化劑，這種復合納米線，在低溫(120-200℃)條件下對NO有較好的催化效果，對在500ppm至2000ppm濃度范圍內的NO有較好的催化去除率，實驗室條件下(500ppm NO,550ppm NH₃,3vol.％O₂，N₂做平衡氣，GHSV 10 000h^-1，160℃)，NO去除率能達到99％，相比于目前電廠廣泛采用的釩鈦系催化劑，反應溫度降低了200-300攝氏度；同時研究了加入催化劑中毒氣體(SO₂、H₂O)后的催化效果，發現該材料有較好的抗硫中毒和抗水性。錳鈰復合氧化物催化劑在低溫SCR反應系統中具有良好的催化活性，在空氣流速較高的條件下也有很高的脫硝效率，并具有一定的抗硫抗水性，是一種環境友好型脫硝催化劑。

本發明與現有技術相比所具有突出的實質性特點和顯著進步體現在：

(1)制備過程簡單，操作方便；

(2)制備的錳鈰復合氧化物納米線是無載體大比表面積SCR脫硝催化劑，納米線為直徑約50nm的線團簇狀結構；

(3)制備的負載型錳鈰復合氧化物納米線在低溫(120-200℃)條件下有較高的脫硝效率；

(4)既可用于電廠煙氣處理，又能應用于其他脫硝系統，科學合理，應用價值高。

附圖說明

圖1是本發明的錳鈰復合氧化物的XRD圖；

圖2是本發明的錳鈰復合氧化物納米線的SEM圖；

具體實施方式

下面通過附圖和實施例對本發明作進一步描述。