[發明專利]一種多級孔高比表面積環保型脫硝催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201811398335.8
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN109675574B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 李永峰;蘇嬌嬌;李瑞豐;李桂平;孟秀峰
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;B01J35/10;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

一種多級孔高比表面積環保型脫硝催化劑的制備方法，屬于無機材料催化劑的制備及其應用技術領域，可解決現有SCR過程中催化劑的制備可能造成的二次污染、成本高等問題。將模板劑、銅鹽、鈰鹽溶解在水溶液中，并在快速攪拌下同時加入鋁源，按照酸堿對法原理以無機鋁和有機鋁匹配為水解后互為對應的共軛酸堿鋁源，繼續攪拌一定時間后，將反應物進行恒溫溶劑揮發以及高溫熱處理，制得組分為鋁、銅、鈰基環保型脫硝催化劑。以氨氣（NH₃）為還原劑，在180~460℃溫度區間顯示出理想的脫硝活性。此制備工藝簡便易行、成本低廉、易工業放大，且環境友好。

技術領域

本發明屬于無機材料催化劑的制備及其應用技術領域，具體涉及一種多級孔高比表面積環保型脫硝催化劑的制備方法。

背景技術

氮氧化物（NO_x) 是一種具有極大危害的大氣污染物, 對人體健康和動植物生存都會造成一定的傷害，如形成酸雨、光化學煙霧等，在環保意識和要求越來越強烈的今天，如何除去氮氧化物的排放，成為越來越急迫的問題，有研究資料表明，如果繼續不加強對煙氣中氮氧化物的治理，氮氧化物的總量及在大氣污染物中的比重都將上升，并有可能取代二氧化硫成為大氣中的主要污染物。

SCR 法是目前商業應用最廣泛的煙氣脫硝技術，其中催化劑的制備生產是最重要的部分，其催化性能直接影響到SCR 的整體脫硝效果。催化劑的選用是其核心。

目前，主要應用于SCR過程的商業催化劑是V₂O₅/TiO₂基催化劑，其制備過程大多要經過反復浸漬和多次焙燒。此種催化劑的主要核心技術被國外企業或研發機構所壟斷，其組分釩材料所具有的毒性還有可能造成二次污染，同時由于催化劑載體銳鈦礦TiO₂易發生晶型轉化和成本較高等原因，限制了V₂O₅/ TiO₂ 催化劑的廣泛應用。因此，研制具有自主知識產權的廉價、無毒、高效、易制備的SCR煙氣脫硝催化劑具有十分重要的意義。

發明內容

本發明針對現有SCR過程中的催化劑的制備可能造成二次污染、成本高等問題，提供一種多級孔高比表面積環保型脫硝催化劑的制備方法。

本發明采用如下技術方案：

一種多級孔高比表面積環保型脫硝催化劑的制備方法，包括如下步驟：

第一步，將模板劑、銅鹽、鈰鹽溶解在水中，攪拌狀態下同時加入無機鋁源和有機鋁源，在20~60℃下，連續攪拌6~24h，得到反應混合物A；其中，無機鋁源、有機鋁源、銅鹽、鈰鹽、去離子水和模板劑的摩爾比為2~50：2~50：0.1~7.5：0.1~7.5：1~10：1~10；

第二步，將反應混合物A倒入培養皿中，干燥后，得到混合物B；

第三步，將混合物B于300~700℃下焙燒3~8h，得到多級孔高比表面積環保型脫硝催化劑。

第一步中所述模板劑為脂肪醇聚氧乙烯醚的非離子表面活性劑，其分子式為C₁₂H₂₅O(C₂H₄O)nH，其中：n = 3-9。

第一步中所述銅鹽包括硫酸銅、氯化銅和硝酸銅中的任意一種。

第一步中所述鈰鹽包括三氯化鈰、硫酸鈰和硝酸鈰中的任意一種。

第一步中所述無機鋁源包括硫酸鋁、氯化鋁、硝酸鋁和偏鋁酸鈉中的任意一種。

第一步中所述有機鋁源包括仲丁醇鋁、異丙醇鋁、叔丁醇鋁和乙醇鋁中的任意一種。

第二步中所述干燥方式包括60~120℃的烘箱中干燥10~20h或空氣中自然晾干24~60h。