[發明專利]一種過渡金屬氧化物復合催化劑及其制備方法和用途

在審

• 申請號: 201811214574.3
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109351358A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 賀泓;朱娜;單文坡;連志華;張燕
• 申請（專利權）人: 中國科學院城市環境研究所;中國科學院寧波城市環境觀測研究站
• 主分類號: B01J23/847
• 分類號: B01J23/847;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種過渡金屬氧化物復合催化劑，其特征在于，所述催化劑包括過渡金屬氧化物活性組分和載體，所述過渡金屬氧化物包括鐵釩復合氧化物，所述載體包括二氧化鈦。

2.根據權利要求1所述的催化劑，其特征在于，所述鐵釩復合氧化物中，鐵和釩的摩爾比為(0.1～10):1，優選為(0.25～4):1，進一步優選為1:1；

優選地，所述催化劑中，鐵與鈦、釩與鈦的摩爾比獨立地為(0.05～0.5):1，優選為(0.05～0.2):1。

3.一種如權利要求1或2所述的催化劑的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)向鐵源、釩源和鈦源的混合溶液中加入緩釋沉淀劑，反應得到固體沉淀物；

(2)將步驟(1)得到的固體沉淀物進行焙燒處理，得到所述過渡金屬氧化物復合催化劑。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述鐵源包括氯化鐵、硝酸鐵或硫酸鐵中任意一種或至少兩種的組合，優選為硝酸鐵；

優選地，步驟(1)所述釩源包括釩鹽和/或釩酸鹽；

優選地，步驟(1)所述釩源包括偏釩酸銨、硫酸氧釩、草酸氧釩、四氯化釩或三氯氧釩中任意一種或至少兩種的組合，優選為偏釩酸銨；

優選地，步驟(1)所述釩源先溶于助溶劑，再與鐵源、鈦源混合；

優選地，所述助溶劑為酸，優選為草酸；

優選地，所述釩源與助溶劑的摩爾比為(0.8～1.2):1，優選為1:1。

5.根據權利要求3或4所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述鈦源包括硫酸鈦、四氯化鈦或鈦酸四丁酯中任意一種或至少兩種的組合，優選為硫酸鈦；

優選地，步驟(1)所述混合溶液中，鐵、釩和鈦的摩爾比為(0.05～0.5):(0.05～0.5):1，優選為(0.05～0.2):(0.05～0.2):1。

6.根據權利要求3-5任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述緩釋沉淀劑包括尿素、碳酸銨或碳酸氫銨中任意一種或至少兩種的組合，優選為尿素；

優選地，步驟(1)所述緩釋沉淀劑的摩爾數是鐵源、釩源和鈦源總摩爾數的10～20倍，優選為10倍。

7.根據權利要求3-6任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述反應的溫度為80～95℃，優選為90℃；

優選地，步驟(1)所述反應的時間為8～16h，優選為12h；

優選地，步驟(1)所述反應后固液分離，得到固體沉淀物。

8.根據權利要求3-7任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)得到的固體沉淀物先進行干燥處理，再進行焙燒處理；

優選地，所述干燥處理的溫度為100～140℃，優選為110℃；

優選地，所述干燥處理的時間為8～16h，優選為12h；

優選地，步驟(2)所述焙燒處理的溫度為450～600℃，優選為500℃；

優選地，步驟(2)所述焙燒處理的時間為4～10h，優選為5h。

9.根據權利要求3-8任一項所述的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)向鐵源、釩源和鈦源的混合溶液中加入緩釋沉淀劑，所述混合溶液中鐵、釩和鈦的摩爾比為(0.05～0.5):(0.05～0.5):1，所述緩釋沉淀劑的摩爾數是鐵源、釩源和鈦源總摩爾數的10～20倍，在80～95℃溫度條件下反應8～16h，固液分離得到固體沉淀物；

(2)將步驟(1)得到的固體沉淀物先在100～140℃溫度條件下干燥8～16h，再在450～600℃溫度條件下焙燒處理4～10h，得到所述過渡金屬氧化物復合催化劑。

10.根據權利要求1或2所述的催化劑的用途，其特征在于，所述催化劑用于氮氧化物催化凈化領域；

優選地，所述催化劑用于移動源尾氣和/或固定源煙氣中氮氧化物的催化凈化；

優選地，所述移動源包括柴油車和/或船舶；

優選地，所述固定源包括工業窯爐和/或燃煤電廠。