[發明專利]一種脫硝催化劑及其制備方法和一種脫硝方法

在審

• 申請號: 201911064944.4
• 申請日: 2019-11-04
• 公開（公告）號: CN110773168A
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 王有和;閻子峰;周相娜;徐經緯;白鵬;邢偉;劉振;喬柯
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(華東)
• 主分類號: B01J23/745
• 分類號: B01J23/745;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 11569 北京高沃律師事務所
• 代理人: 馬小星

本發明提供了一種脫硝催化劑及其制備方法和應用，屬于催化劑技術領域。本發明提供的制備方法包括以下步驟：將凹凸棒土與酸試劑混合后進行酸化處理，得到酸化凹凸棒土；將所述酸化凹凸棒土與氫氧化鈉混合后進行堿熔活化處理，得到堿熔活化凹凸棒土；將所述堿熔活化凹凸棒土與水混合后進行固液分離，得到堿熔活化液；將所述堿熔活化液的pH值調節至9～13，得到初始凝膠；將所述初始凝膠依次進行晶化和離子交換，得到脫硝催化劑。本發明提供的方法具有綠色、低成本的特點，且通過利用廉價天然礦物中的硅鋁源等作為合成原料，無需添加任何有機模板劑或晶種等物質即可使制備得到的脫硝催化劑具有較高的脫硝反應活性。

技術領域

本發明涉及催化劑技術領域，尤其涉及一種脫硝催化劑及其制備方法和一種脫硝方法。

背景技術

煤燃燒產生的煤煙氣中含有大量的NO_x，直接排放會對環境和人類造成不可逆的嚴重傷害，因此需要對煤煙氣進行脫硝處理。雜原子ZSM-5分子篩由于在脫硝反應中具有較高的脫硝活性、較寬的溫度窗口以及優良的穩定性等特點，一直以來受到學界和工業界的廣泛關注和深入研究。目前，雜原子ZSM-5分子篩通常是以硅酸鈉(或水玻璃)等作為硅源、硫酸鋁(或鋁酸鈉)等作為鋁源，并且使用四丙基氫氧化銨(TPAOH)等季銨鹽或有機胺等作為有機模板劑，通過水熱晶化法合成得到的。然而，由于化工試劑生產過程能耗大，有機模板劑成本高，并且其脫除過程會產生大量的有毒有害氣體，這些有違“綠色化學”合成理念的環節使得雜原子ZSM-5分子篩合成過程存在生產成本高、有毒且環境污染嚴重等問題，難以達到當前嚴苛的環保要求，極大阻礙了工業分子篩的可持續發展，且脫硝反應活性有待提高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種脫硝催化劑及其制備方法和應用，本發明提供的方法具有綠色、低成本的特點，無需添加任何有機模板劑或晶種等物質即可使制備得到的脫硝催化劑具有較高的脫硝反應活性。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟：

將凹凸棒土與酸試劑混合后進行酸化處理，得到酸化凹凸棒土；

將所述酸化凹凸棒土與氫氧化鈉混合后進行堿熔活化處理，得到堿熔活化凹凸棒土；

將所述堿熔活化凹凸棒土與水混合后進行固液分離，得到堿熔活化液；

將所述堿熔活化液的pH值調節至9～13，得到初始凝膠；

將所述初始凝膠依次進行晶化和離子交換，得到脫硝催化劑。

優選地，所述酸試劑包括鹽酸或硝酸；所述酸試劑的質量濃度為4～6％，所述酸試劑與凹凸棒土的用量比為(8～12)mL：1g；

所述酸化處理的溫度為150～200℃，時間為5～20h。

優選地，所述酸化凹凸棒土與氫氧化鈉的質量比為1：(1～3)；

所述堿熔活化處理的溫度為150～600℃，時間為0.5～4h。

優選地，所述晶化包括：將所述初始凝膠進行水熱晶化，或者將所述初始凝膠干燥后進行蒸汽輔助晶化。

優選地，所述水熱晶化的溫度為150～200℃，時間為2～6d；

所述蒸汽輔助晶化的溫度為150～200℃，時間為1～4d。

本發明提供了上述技術方案所述制備方法制備得到的脫硝催化劑。

本發明提供了一種脫硝方法，包括以下步驟：

在還原劑和上述技術方案所述脫硝催化劑存在條件下對煤煙氣進行脫硝處理。

優選地，所述還原劑包括NH₃。