[發(fā)明專利]一種脫硝催化劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611227701.4
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106622380B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白書立;李換英;劉敏超
• 申請（專利權(quán)）人: 五邑大學(xué)
• 主分類號: B01J31/28
• 分類號: B01J31/28;B01J35/10;B01D53/86;B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 馮劍明

本發(fā)明涉及一種脫硝催化劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的催化劑是以ZIFs介孔分子篩為載體，其有效組分包括鋅、鐵的氧化物、鈰的氧化物。本發(fā)明的脫硝催化劑使用ZIFs介孔分子篩為載體，比表面大大增加，有利于吸附和活化更多的煙氣，提高脫硝效率；制備時載體和活性組分同時一步合成，可以增強(qiáng)鐵元素和鈰元素的復(fù)合特性，提高活性組分在載體表面的分散度和結(jié)合強(qiáng)度、催化劑的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性；催化劑顆粒較細(xì)，活性組分分散均勻，具有較高的脫硝活性、較寬的脫硝溫度范圍和抗SO₂活性；脫硝催化劑應(yīng)用于煙氣脫硝時無需加熱，無需100％脫硫，減少了能源消耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及脫硝催化劑，具體涉及一種脫硝催化劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

用選擇性催化還原(SCR)反應(yīng)脫除大氣污染物NO是一個有效的方法。SCR煙氣脫硝技術(shù)的關(guān)鍵是選擇優(yōu)良的催化劑。SCR催化劑應(yīng)具有活性高、抗中毒能力強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度和耐磨損性能好、具有合適的操作溫度區(qū)間等特點。目前最好和應(yīng)用最廣的工業(yè)SCR催化劑是V₂O₅/TiO₂和V₂O₅-WO₃/TiO₂催化劑，其主要優(yōu)點表現(xiàn)在高活性和高抗硫性能，但此類催化劑需要在較高的溫度下(>350℃)應(yīng)用，以避免煙氣中的SO₂與NH₃反應(yīng)生成的NH₄HSO₄和(NH₄)₂S₂O₇堵塞催化劑的孔結(jié)構(gòu)。但在很多情況下，高溫操作導(dǎo)致了能耗和操作成本的增加，低溫SCR裝置有利于和我國目前大多數(shù)的工業(yè)鍋爐匹配，因此，SCR催化劑的低溫化引起了普遍的重視。目前許多低溫脫硝催化劑雖有好的脫硝效率，但易受SO₂的毒化而難以實際應(yīng)用。而且這些催化劑主要采用共沉淀法、溶膠-凝膠法制備這些制備方法，容易導(dǎo)致催化劑的活性組分在載體上的分散性較差，溫度窗口也較窄，且穩(wěn)定性較差。因此，需要開發(fā)出其他的低溫抗硫脫硝催化劑。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種具有大比表面積低溫高抗硫脫硝催化劑，所述脫硝催化劑能夠提高抗SO₂毒性和低溫催化活性，擴(kuò)大操作溫度窗口，從而有利于工業(yè)化應(yīng)用。

上述目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種脫硝催化劑，所述催化劑是以ZIFs介孔分子篩為載體，其有效組分包括鋅、鐵氧化物、鈰氧化物，所述鋅、鐵氧化物和鈰氧化物的含量以金屬元素計的摩爾比為Zn：Fe：Ce＝0.01：0.0001：0.0001～0.01：0.0007：0.0001。

優(yōu)選地，所述鋅為單質(zhì)鋅，所述鐵氧化物為Fe₂O₃，所述鈰氧化物為CeO₂和Ce₂O₃中的一種或兩種；所述鋅摻雜到所述ZIFs介孔分子篩中形成載體，以負(fù)載作為活性組分的鐵氧化物和鈰氧化物。

優(yōu)選的，所述脫硝催化劑的表面積為800～1200m²/g。

本發(fā)明的另一個目的是提供所述脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將含鋅的鹽溶液溶解于溶劑1中，得到第一溶液；

(2)將二甲基咪唑溶解于溶劑2中，再加入到第一溶液中，攪拌均勻，得到混合液；

(3)將鐵鹽和鈰鹽溶解后，制備含有鐵氧化物和鈰氧化物的第二溶液；

(4)將第二溶液加入到步驟(2)的混合液中，磁力攪拌，然后陳化；