[發(fā)明專利]一種提高鈰基SCR催化劑低溫活性的制備方法

有效

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• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN108325514B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 何洪;程杰;宋麗云;邱文革;孫炎明
• 申請（專利權）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: B01J23/10
• 分類號: B01J23/10;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

一種提高鈰基SCR催化劑低溫活性的制備方法，屬于脫硝催化劑制備技術領域。將一定質量比的Ce和Ti的可溶性前驅體鹽分別溶解并混合均勻后，然后將混合溶液放置于微波爐腔中攪拌，用沉淀劑將混合溶液沉淀，過濾洗滌，不同微波功率處理烘干焙燒后得到Ce_xTi_1?xO₂復合氧化物。本發(fā)明制備過程簡單，反應條件溫和，所需時間短，能量利用率高。通過微波的處理功率和處理時間等條件來對催化劑的結構進行調控，所制備的Ce_xTi_1?xO₂催化劑具有較大的比表面積，能夠產生更多的氧空位，從而提高了Ce_xTi_1?xO₂催化劑的脫硝性能。

技術領域

本發(fā)明涉及一種調控低溫SCR催化劑結構的制備方法，屬于催化劑制備領域。

背景技術

隨著工業(yè)經濟的快速發(fā)展，大氣污染日益嚴重，而氮氧化物(NO_x)則是大氣污染物中最主要的來源之一，同時氮氧化物(NO_x)還會導致酸雨、光化學煙霧、臭氧層破壞。選擇性催化還原技術(SCR)是目前應用最為廣泛的脫除NO_x的技術，而商業(yè)上應用最多的催化劑為V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂。雖然,V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂具有較高的活性和熱穩(wěn)定性，但也存在一些缺陷，如V₂O₅具有較大的毒性，廢舊催化劑具有難以處置的特點，因此，開發(fā)高活性、高穩(wěn)定性的非釩基SCR催化劑具有廣闊的市場意義。

稀土金屬氧化物CeO₂具有優(yōu)異的氧化還原性能、較好的儲釋放氧能力被廣泛應用為催化劑載體、助劑和活性組分。近年來，出現(xiàn)了大量Ce基催化劑用于SCR反應的報道。例如，鐘秦報道了一種摻雜性鈰鈦催化劑的制備方法，在240℃時催化劑可達到接近100％的脫硝效率，拓寬了NH₃-SCR反應活性的溫度窗口。

微波是一種頻率介于300MHz-300GHz，對應波長范圍為1mm-1m，在電磁波譜中，位于紅外線和無線電波頻率之間。微波作為一種特殊的電磁波，在一個化學體系內，物質吸收微波后會引起以下兩種變化，一是分子內部能級變化；二是體系溫度升高，即被微波加熱。微波加熱不同于傳統(tǒng)意義上的加熱，傳統(tǒng)加熱是能量由樣品表面向內部進行傳輸，而微波輻照加熱是微波直接穿透樣品，使表面和內部同時加熱，加熱較為均勻，故又稱為“體加熱”。目前，微波在有機化學合成、無機化學材料制備以及環(huán)境污染治理等領域都有一定的應用。微波加熱除了會有“熱效應”之外，同時還存在“非熱效應”，例如，微波輻照能夠增大催化劑的比表面積，使活性組分在載體上更加均勻的分散。此外，微波輻照能夠與粒子發(fā)生極化，在一定程度上能夠改變催化劑的物理結構和化學性質。Lingaiah等研究了SiO₂負載雙金屬Pd-Fe催化劑的制備方法，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)法浸漬法制備的催化劑中形成大量Pd-Fe合金，降低了催化劑的活性，而用微波法制備催化劑，有效控制了Pd-Fe合金的生成，活性優(yōu)于傳統(tǒng)法制備的催化劑(Lingaiah et al.,Catal.Commun.2002,3,391-397)。Prasert等利用微波輻照制備費托合成反應的Co/SiO₂催化劑，發(fā)現(xiàn)比常規(guī)加熱法耗時短、催化劑活性高且Co粒子在氧化硅的表面和內孔中分布更均勻(Prasert et al.,Catal.Commun.2007,8,375-378)。因此，本發(fā)明將微波引入到共沉淀法制備CeO₂-TiO₂催化劑的方法中，通過調控催化劑的結構得到了低溫高活性的鈰基SCR催化劑。

發(fā)明內容