[發明專利]一種用于凈化燃煤煙氣中有機廢氣的貴金屬復合釩鈦催化劑及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202010204553.4
• 申請日: 2020-03-21
• 公開（公告）號: CN111420660A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 胡蕓;肖高飛;杜玥瑩;張益蘭;郭梓洋;李劍晗;程源璟;熊濤;葉代啟;付名利
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B01J23/652
• 分類號: B01J23/652;B01J37/34;B01J37/16;B01J37/02;B01D53/86;B01D53/60;B01D53/58;B01D53/72;B01D53/44
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本發明公開了一種用于凈化燃煤有機廢氣的貴金屬復合釩鈦催化劑及其整體式催化劑制備方法與應用。本發明制備得到了用于凈化燃煤煙氣中有機廢氣的貴金屬復合釩鈦催化劑。本發明方法克服了目前商用釩鈦催化劑以及商用貴金屬催化劑在高硫、高氮、高氨煙氣中對有機廢氣的溫度窗口窄、活性低、CO_x選擇性低、氧化效率低的缺點以及穩定性差，對高硫、高氮、高氨煙氣中有機廢氣表現出優異的氧化性能。所制備的催化劑可廣泛應用于高硫、高氮、高氨煙氣中有機廢氣的凈化等大氣污染控制領域。

技術領域

本發明屬于環境功能材料技術領域，具體涉及一種用于凈化燃煤煙氣中有機廢氣的貴金屬復合釩鈦催化劑的制備方法及其在燃煤煙氣以及高SO₂、高NOx、高NH₃廢氣中有機物催化氧化等大氣環境污染治理中的應用。

背景技術

電廠、煉焦廠等燃煤過程會排放種類復雜且總量大的污染物，包括粉塵、NOx和SO₂等常規污染物，同時，該過程還會產生有機污染物，其危害性同樣不容忽視。燃煤煙氣中的有機物具有組分復雜、濃度低、毒性高等特點，會導致臭氧和PM2.5的產生，對人體健康和環境構成重大威脅。選擇性催化還原(NH₃-SCR)是控制燃煤電廠 NOx排放的一種廣泛應用的技術，也是控制電廠、煉焦廠、鋼鐵和垃圾焚燒行業NOx排放的技術。將V₂O₅負載于TiO₂上制備而成的催化劑具有優異的表面酸度和NOx還原性。另外，催化燃燒的商業催化劑是負載貴金屬或過渡金屬催化劑，可在相較低的溫度下將有機物氧化成危害更小的產物，其具有良好的還原性和氧空位，然而煙氣中的SO₂、NO、NH₃含量很高，處理氣氛復雜，催化劑易中毒失活，因此無法直接應用現有商用催化氧化催化劑處理燃煤煙氣中的有機污染物。同時，燃煤過程產生的VOCs濃度較低，單獨建立一套控制技術和裝置，技術經濟效益較低。采用協同控制的辦法，在氮氧化物的選擇性催化還原(SCR)裝置中同時控制VOCs易于實施和具有良好的技術經濟性。催化燃燒和NH₃-SCR催化劑相似的特性啟示可以開發出新型耐高SO₂、高NOx、高NH₃的有機廢氣凈化催化劑。

鑒于此，本發明針對燃煤煙氣的特性，開發出了一種用于凈化燃煤煙氣中有機廢氣的貴金屬復合釩鈦催化劑，該催化劑在燃煤煙氣中具有寬溫度窗口及高CO_x選擇性和穩定性。本發明為燃煤煙氣以及高 SO₂、高NOx、高NH₃廢氣中有機廢氣的凈化材料的制備提供了新的思路和方向。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種用于凈化燃煤煙氣以及高SO₂、高 NOx、高NH₃廢氣中有機廢氣的貴金屬復合釩鈦催化劑的簡易制備方法，應用于凈化燃煤煙氣以及高SO₂、高NOx、高NH₃廢氣中有機廢氣等大氣環境污染治理中。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

一種用于凈化燃煤煙氣中有機廢氣的貴金屬復合釩鈦催化劑的原位光還原制備方法，其特征在于，在除去氮氣的去離子水中，加入氯鉑酸與甲醇，使用氙燈(Perfectlight,PLS-SXE300/300UV)作為光源，持續攪拌下照射，將活性組分貴金屬和釩、鎢、鉬、鈦等助劑負載于TiO₂上，最后離心洗滌獲得貴金屬復合催化劑。

一種用于凈化燃煤中有機廢氣的貴金屬復合釩鈦催化劑的一步浸漬法制備，其特征在于，在除去氮氣的去離子水中，將偏釩酸銨、鎢酸銨或鉬酸銨，加入草酸后，再加入氯鉑酸與甲醇，負載于TiO₂上，得到用于凈化燃煤煙氣中NO_X與有機廢氣的貴金屬復合釩鈦催化劑。