[發(fā)明專利]一種過渡金屬氧化物復(fù)合催化劑及其制備方法和用途

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811214574.3
• 申請(qǐng)日: 2018-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN109351358A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀泓;朱娜;單文坡;連志華;張燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所;中國(guó)科學(xué)院寧波城市環(huán)境觀測(cè)研究站
• 主分類號(hào): B01J23/847
• 分類號(hào): 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

本發(fā)明提供了一種過渡金屬氧化物復(fù)合催化劑及其制備方法和用途，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(fù)合氧化物。本發(fā)明所述催化劑將鐵引入釩鈦系脫硝催化劑，利用鐵釩之間的相互作用以及活性位點(diǎn)與載體酸性位之間的結(jié)合，可以使催化劑的操作溫度窗口拓寬至200～450℃，提高脫硝效率，在該溫度范圍內(nèi)NO_x的轉(zhuǎn)化率均達(dá)到80％以上，N₂的生成選擇性好，同時(shí)也可增強(qiáng)催化劑的穩(wěn)定性和抗硫抗水性能；本發(fā)明所述催化劑成本低廉，制備過程簡(jiǎn)單易行，適用范圍廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種過渡金屬?gòu)?fù)合催化劑及其制備方法和用途，尤其涉及一種過渡金屬?gòu)?fù)合催化劑及其制備方法和在煙氣脫硝領(lǐng)域的用途。

背景技術(shù)

氮氧化物(NO_x)作為一種常見的氣體污染物，是造成光化學(xué)煙霧的重要原因，目前已成為僅次于可吸入顆粒物和二氧化硫的重要大氣污染物，其主要來自于化石燃料的燃燒，其中以燃煤電廠煙氣為代表的固定源和柴油車尾氣為代表的移動(dòng)源排放的NO_x占據(jù)了約60％的排放份額。因此，近年來眾多煙氣脫硝技術(shù)發(fā)展迅猛，而氨氣選擇性催化還原(NH₃-SCR)技術(shù)由于具有成熟可靠、效率高、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，受到廣泛的關(guān)注。

NH₃-SCR技術(shù)的關(guān)鍵在于脫硝催化劑，催化劑性能是決定煙氣脫硝效果和經(jīng)濟(jì)性的主要因素。目前，NH₃-SCR所用催化劑體系多為釩鈦系催化劑，其中可能還含有鎢或鉬的氧化物，廣泛用于燃煤電廠、工業(yè)鍋爐以及柴油車尾氣的凈化處理。CN 102389805 A公開了一種煙氣脫硝不銹鋼板載釩鈦催化劑的制備方法，以不銹鋼板材為載體，以聚乙烯醇-硅溶膠作為有機(jī)-無機(jī)粘合劑，將制備的V₂O₅-WO₃-TiO₂或V₂O₅-MoO₃-TiO₂催化劑涂覆于不銹鋼板表面，經(jīng)過高溫焙燒，制備不銹鋼板載脫硝催化劑。該催化劑主要是對(duì)載體作出改進(jìn)，增強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度，但對(duì)活性組分并未作出改進(jìn)，催化劑體系仍存在著操作溫度窗口較窄、N₂選擇性差的缺點(diǎn)。

由于我國(guó)柴油車燃油含硫率較高，且柴油車運(yùn)行工況復(fù)雜，排氣溫度變化范圍很大，需要催化劑可適用的溫度范圍較寬，抗硫性能較好。CN 106111135 A公開了一種低溫耐硫釩鈦系脫硝催化劑，所述催化劑采用浸漬法制備，以銳鈦礦型的二氧化鈦為載體，在其表面負(fù)載五氧化二釩、三氧化鎢以及釕元素，雖然在一定程度上擴(kuò)展了溫度窗口范圍，減弱硫的毒害作用，但貴金屬釕的加入提高了催化劑的成本，同時(shí)，鎢也屬于稀缺資源，導(dǎo)致其成本較高。

綜上所述，開發(fā)脫硝效率高、氮?dú)膺x擇性好、抗硫抗水性能優(yōu)異、穩(wěn)定性好、價(jià)格低廉的NH₃-SCR催化劑是目前急需解決的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種過渡金屬氧化物復(fù)合催化劑及其制備方法和用途，本發(fā)明在現(xiàn)有釩鈦系脫硝催化劑的基礎(chǔ)上引入鐵元素，利用鐵、釩活性組分之間以及活性組分與載體之間的相互作用，擴(kuò)展催化劑的溫度操作范圍，從而提高其脫硝活性，同時(shí)催化劑的穩(wěn)定性和抗硫抗水性能較強(qiáng)。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種過渡金屬氧化物復(fù)合催化劑，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(fù)合氧化物，所述載體包括二氧化鈦。