[發(fā)明專利]一種催化氧化NO的摻雜鈷改性釩磷氧化物負載型催化劑及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810033703.2
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN108126720B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設計）人: 賈勇;顧明言;邵娜娜;龍紅明;戴波;陳宜華;盛廣宏;郭麗娜;田迎春;吳勝華
• 申請（專利權）人: 安徽工業(yè)大學
• 主分類號: B01J27/198
• 分類號: B01J27/198;B01J37/08;B01J37/16;B01J37/03;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 平靜;胡鋒鋒

本發(fā)明公開了一種催化氧化NO的摻雜鈷改性釩磷氧化物負載型催化劑及制備方法，屬于大氣污染治理技術領域。本發(fā)明的催化劑以大比表面積TiO₂為載體，負載摻雜Co改性釩磷氧化物，經以下方法制備得到：首先，將大比表面積TiO₂煅燒獲得載體；其次，以偏釩酸銨為釩源，煅燒后，將其加入到還原劑異丁醇、溶劑苯甲醇混合有機物中，加熱、回流；接著按比例加入磷酸、硝酸鈷后，進行加熱、回流、抽濾、煅燒步驟后制成VPO?Co活性組分；最后，將載體和VPO?Co活性組分按一定比例加入蒸餾水中進行攪拌混合，經水浴蒸干，干燥、煅燒，研磨等步驟后得到催化劑。本發(fā)明制備的催化劑具有較高的催化氧化NO的活性，同時具有較強的抗SO₂和H₂O蒸汽毒化的性能。

技術領域

本發(fā)明屬于大氣污染治理技術領域，具體涉及一種用于催化氧化NO的摻雜Co改性釩磷氧化物(VPO-Co)負載型催化劑及制備方法。

背景技術

燃煤煙氣排放的氮氧化物(NO_x)是形成酸沉降、光化學煙霧和霧霾等大氣污染的一個主要原因。根據有關專家預測：到本世紀中期，煤炭消耗在我國一次性能源消費中仍占據最大比重，這就說明我國凈化治理以NO_x為主的大氣污染物還有很長的路要走。加強對NOx的控制是當前我國大氣污染治理迫切需要解決的問題之一。

燃煤煙氣中含有的NO_x以不溶于水的NO為主(NO所占比例超過95％)，目前普遍采用選擇性催化還原脫硝技術進行控制。選擇性催化還原脫硝在脫硝過程中需要加入還原劑氨(NH₃)，一方面氨的價格較高，且NH₃屬危險品，其運輸及儲存要求嚴格，另一方面氨的逃逸會對下游設備造成腐蝕，且存在二次污染的風險。NO_x既是污染物，也是資源，若將不溶于水的NO氧化為較活潑、溶解度較大的NO₂，再以化學活性較高的氨作為吸收劑將其與SO₂一并吸收，得到硫酸銨和硝酸銨的混合副產物，實現硫、氮資源的同步回收，將會是一種極具應用前景的同時脫硫脫硝技術。

目前，NO的氧化分為直接氧化法和催化氧化法。其中，直接氧化法是采用ClO₂、O₃、KMnO₄或H₂O₂等作為氧化劑來氧化NO，但該方法存在成本較高、腐蝕性強以及存在二次污染的風險等不足。選擇性催化氧化法(SCO)是在催化劑的作用下，利用煙氣中的過剩氧將NO氧化為NO₂，無需添加氧化劑，工藝流程簡單，在現有SCR脫硝系統上進行適當改造就能工程應用，應用前景廣闊。

現有SCO催化劑主要有分子篩催化劑、貴金屬催化劑、碳基材料催化劑、過渡金屬金屬氧化物催化劑等。目前研究的SCO催化劑催化氧化NO的效率最高可達80％左右，然而催化劑的活性普遍易受煙氣中SO₂和水蒸汽的影響而大幅下降，且至今尚未得到有效的解決。

如，中國專利CN 101259368A公開了一種金屬(Cu或Ce)離子交換的ZSM-5型分子篩催化劑催化氧化NO的方法，該催化劑催化氧化NO的氧化率最高可達76％；中國專利CN102274733B專利公開了一種Mn-Cu/TiO₂負載型催化劑，該催化劑催化氧化NO的氧化率最高可達75％。又中國專利CN103706390A公開了一種以有機相法制備的N摻雜TiO₂負載VPO活性組分的催化劑，該催化劑催化氧化NO的氧化率最高可達60％，該催化劑具有一定抗SO₂毒化的性能，但煙氣中同時含有SO₂和水蒸汽的條件下，NO的氧化率有所下降，原因可能在于水分子競爭吸附占據活性位點所致。

因此，研究開發(fā)一種具有較高NO轉化率，同時具有較強抗SO₂和水蒸汽能力的催化劑成為亟待解決同時脫硫脫硝技術的關鍵問題。

發(fā)明內容