[發明專利]一種改性鈣鈦礦催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201811342496.5
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109317153A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 梁紅;魏煒;譚廷文;喬智威;李樹華;楊文遠;石澤南
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;B01J37/10;B01J37/08;B01J37/03;B01D53/94;B01D53/56;B01D49/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;宋靜娜

本發明提供了一種改性鈣鈦礦催化劑的制備方法，包括下述步驟：(1)按化學計量比配制La(NO₃)₃、Sr(NO₃)₂、Co(NO₃)₂、Fe(NO₃)₃、檸檬酸、EDTA的混合溶液，水浴攪拌至溶液出現凝膠；(2)把步驟(1)所述凝膠轉入油浴至凝膠形成蓬松多孔的催化劑前驅體，干燥；(3)將干燥后的催化劑前驅體充分研磨后，焙燒后退火；(4)將退火后的催化劑粉末充分研磨，得本發明制備的具有抗硫性能的改性鈣鈦礦催化劑。本發明方法制備的鈣鈦礦型催化劑，在脫除NO和Soot上的活性、抗硫化能力都優于其它類型脫硝催化劑，且本發明改性鈣鈦礦催化劑在催化反應過程中產物為N₂和CO₂對環境無二次污染，這對于鈣鈦礦催化劑凈化柴油車尾氣方面有很大的應用意義。

技術領域

本發明涉及柴油車尾氣催化劑的技術領域，具體涉及一種改性鈣鈦礦催化劑及其制備方法。

背景技術

隨著世界經濟的發展，汽車保有量不斷增加，但汽車排放的尾氣也給大氣環境帶來了嚴重污染，并已成為主要的大氣污染源之一，嚴重威脅著人類賴以生存的環境和人類的身體健康。其中，尾氣中的NO_x是一種褐色帶有臭味的氣體，NO與血液中的血紅蛋白結合的能力比CO還要強，NO被吸入后，會在肺泡內形成刺激性較強的亞硝酸(HNO₂)和硝酸(HNO₃)，導致氣喘、胸悶、肺氣腫等疾病。另外汽車尾氣中的PM，也是城市顆粒物污染的主要來源，它是柴油燃料不完全燃燒產生的顆粒物，其尺寸在0.1～10μm之間，其中90％的PM直徑小于1μm，可被人體直接吸入，其主要成分是碳顆粒物(Soot)，其上含有大量的可溶性有機物(SOF)、重金屬離子和SO₂等，其中SOF中的多環芳烴化合物(PAH) 是具有致癌性的固體懸浮顆粒如被呼吸進入肺部，會引起呼吸系統疾病。另外因為尾氣中還含有一定量的SO₂，經常是催化劑硫化中毒，大大限制了催化劑使用壽命。因此，為了保護大氣環境和身體健康，在高效催化脫除尾氣中的NO 和Soot同時增加催化劑抗硫性能顯得至關重要。目前尋找一種高催化活性并具有良好抗硫性能的催化材料將是脫硝催化劑進一步走向實用化的必然趨勢。

目前，鈣鈦礦型催化劑是一種被廣泛研究的高效脫硝催化劑，在柴油車尾氣高效脫NO和Soot上有很好的應用前景，相較于其它脫硝催化劑，鈣鈦礦型催化劑具有物理結構穩定，調變性能強，抗硫化性能優良，制備成本低。鈣鈦礦類催化劑是空間結構上與CaTiO₃相同的一類化合物催化劑的統稱，一般以 ABO₃表示。鈣鈦礦結構中B位離子與氧配位形成穩定性較高的八面體結構，所以A位離子能以其它離子替代而不改變鈣鈦礦結構。同時在其它價態離子摻入 A位時，會使B位元素價態改變或者產生氧空穴以維持電中性。A位離子只起穩定結構的作用，但是不同性質與價態的金屬A位摻入，對催化劑的性能也會有一定的影響。同時在催化反應中，氧空穴和B位金屬的化學性質都與催化活性有密切的關系。通過摻雜過渡金屬到鈣鈦礦催化劑A、B位可以在一定程度上提高催化劑的氧化還原性能，改善催化劑抗硫能力，進而提高催化劑使用壽命。

由于催化劑在實際應用中易被SO₂硫化中毒，大大限制了鈣鈦礦催化劑的實際應用。因此，尋找一種活性高，抗硫能力強的鈣鈦礦催化劑顯得至關重要，目前在抗硫鈣鈦礦催化劑上的研究報道較少。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足之處而提供一種改性鈣鈦礦催化劑及其制備方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種改性鈣鈦礦催化劑的制備方法，包括下述步驟：