[發(fā)明專利]一種整體式蜂窩低溫SCR脫硝催化劑及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810172992.4
• 申請(qǐng)日: 2018-03-02
• 公開（公告）號(hào): CN108295865A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王菲;樸宇昂;梁金生;解智博;王雨林;張澤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/889
• 分類號(hào): B01J23/889;B01J35/04;B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 胡安朋

1.一種整體式蜂窩低溫SCR脫硝催化劑，其特征在于：其中，SCR脫硝催化劑的活性成分由以質(zhì)量百分比計(jì)為1～10%改性納米礦物纖維、80～98%的TiO₂與1～10%的金屬氧化物Fe₂O₃-MnO₂、CuO-MnO₂或CeO₂-MnO₂組成，蜂窩陶瓷載體的整體尺寸為26.3～50.5cm×26.3～50.5cm×10～15cm，每個(gè)蜂窩狀通孔孔道的孔口為邊長1～2cm的正方形，孔道的壁厚為0.3～0.5cm，孔道的長度為10～15cm，通孔個(gè)數(shù)為1200，蜂窩狀通孔孔道互相穿插形成氣體通道，所述低溫范圍為200℃～100℃。

2.一種整體式蜂窩低溫SCR脫硝催化劑的制備方法，其特征在于具體步驟如下：

第一步，制備鈦-金屬氧化物溶膠：

采用鈦酸四丁脂為鈦源，與無水乙醇混合,鈦酸四丁酯與無水乙醇的體積比為1:4，在混合過程中加入硝酸錳以及硝酸鐵、硝酸銅或硝酸鈷中的任意一種硝酸鹽，硝酸錳與硝酸鐵、硝酸銅或硝酸鈷中的任意一種硝酸鹽的摩爾質(zhì)量比為1:1，形成溶膠體系，并在該溶膠體系中加入質(zhì)量百分比濃度為95%的濃硝酸和純醋酸，該濃硝酸與純醋酸的體積比為1:10，將該溶膠體系的pH值調(diào)至0.9～1，由此制得鈦-金屬氧化物溶膠；

第二步，制備改性納米礦物纖維：

采用陰離子表面活性劑對(duì)納米礦物纖維進(jìn)行改性處理，將原料納米礦物纖維加入10倍于其質(zhì)量的去離子水中，并加入質(zhì)量比為1～5%的陰離子表面活性劑，攪拌1h，抽濾后干燥，制得改性納米礦物纖維；

第三步，制備鈦-金屬氧化物與改性納米礦物纖維的溶膠懸濁液：

將上述第二步制得的改性納米礦物纖維加入到上述第一步制得的鈦-金屬氧化物溶膠中，該改性納米礦物纖維的加入量為鈦-金屬氧化物溶膠質(zhì)量的5～10%，在分散機(jī)中以150～300轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速持續(xù)攪拌12～24小時(shí)，由此形成鈦-金屬氧化物與改性納米礦物纖維的溶膠懸濁液；

第四步，制備蜂窩狀陶瓷胚體：

以堇青石或高嶺土為主體，按質(zhì)量比10∶1摻入氧化鈣、滑石、粘土、硅藻土或膨脹土中的任意三種，這三種礦物的摻入量分別為摻入總量的三分之一，進(jìn)行真空煉泥后用液壓擠出，機(jī)壓制成蜂窩狀陶瓷胚體，然后在溫度控制在80～120℃條件下烘干，由此制得整體尺寸為26.3～50.5cm×26.3～50.5cm×10～15cm，每個(gè)蜂窩狀通孔孔道的孔口為邊長1～2cm的正方形，孔道的壁厚為0.3～0.5cm，孔道的長度為10～15cm，通孔個(gè)數(shù)為1200，蜂窩狀通孔孔道互相穿插形成氣體通道的蜂窩狀陶瓷胚體；

第五步，浸漬蜂窩狀陶瓷胚體：

將上述第四步制得的蜂窩狀陶瓷胚體浸漬在上述第三步制得的鈦-金屬氧化物與改性納米礦物纖維的溶膠懸濁液中，溫度控制在室溫25℃，浸漬時(shí)間為1～2小時(shí)，由此完成浸漬蜂窩狀陶瓷胚體；

第六步，制備整體式蜂窩低溫SCR脫硝催化劑：

將上述第五步完成浸漬鈦-金屬氧化物與改性納米礦物纖維的溶膠懸濁液后的蜂窩狀陶瓷胚體取出，在450～500℃條件下焙燒并退火5～7h，升溫速率為5～10℃/分鐘，退火速率5～10℃/分鐘，形成銳鈦礦型TiO₂，Mn²⁺轉(zhuǎn)化成Mn³⁺和Mn⁴⁺，由此制得整體式蜂窩低溫SCR脫硝催化劑，其中，SCR脫硝催化劑由以質(zhì)量百分比計(jì)1～10%改性納米礦物纖維、80～98%的TiO₂與1～10%的金屬氧化物Fe₂O₃-MnO₂、CuO-MnO₂或CeO₂-MnO₂組成，蜂窩陶瓷載體的整體尺寸為26.3～50.5cm×26.3～50.5cm×10～15cm，每個(gè)蜂窩狀通孔孔道的孔口為邊長1～2cm的正方形，孔道的壁厚為0.3～0.5cm，孔道的長度為10～15cm，通孔個(gè)數(shù)為1200，經(jīng)測(cè)試，所述低溫范圍為200℃～100℃。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種整體式蜂窩低溫SCR催化劑的制備方法，其特征在于：所述陰離子表面活性劑為十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、或十二烷基苯磺酸鈉。