[發明專利]釩取代型雜多酸SCR催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202010418276.7
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111701610A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 徐剛;劉琦;王世豪
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B01J27/199
• 分類號: B01J27/199;B01J37/00;B01J37/02;B01D53/86;B01D53/94;B01D53/56
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

本發明公開了一種釩取代型磷鎢雜多酸催化劑及其制備方法，屬于大氣污染控制技術領域。該復合氧化物催化劑采用乙醚萃取法與浸漬法制備，其特點是磷鎢釩三組分間的協同效應使其具有良好的脫硝性能。本發明所制備的復合氧化物催化劑，在300～450℃的溫度范圍內，氮氧化物脫除效率能夠達到90％以上且具有良好的氮氣選擇性和抗水抗硫性，可用于燃煤電廠、工業鍋爐、建材爐窯等固定源及柴油車移動源排放氮氧化物的脫除，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種SCR催化劑及其制備方法，特別是涉及一種雜多酸SCR催化劑及其制備方法，屬于催化材料制備技術領域和大氣污染控制技術領域。

背景技術

大氣環境保護關系到人類的生存和發展，當前，世界主要工業發達國家的大氣污染形勢嚴峻，區域性大氣環境問題日益突出，尤其是第三世界國家的經濟發展過程中錯過了工業革命的機會，在當前的經濟過程中仍然難以擺脫用污染換經濟發展的局面，但大多數發展中國家已經意識到傳統的工業發展路徑難以為繼，紛紛出臺國家倡議的大氣治理戰略，取得了顯著的成效。其中，2013年6月，中國《大氣污染防治行動計劃》首次把大氣污染防治提到了新的高度，作為主要的大氣污染物之一氮氧化物(NO_x)排放標準也越來越嚴格。該類化合物大多具有毒性，不僅可以誘發酸雨，引起臭氧層空洞，對環境有嚴重的破壞作用，還會對人體健康造成極大危害。其排放控制已成為環境催化和大氣控制領域中的研究熱點。氨氣選擇性催化還原氮氧化物NH₃-SCR是目前應用最為廣泛的氮氧化物脫除技術，高效穩定的催化劑是SCR技術的關鍵。

目前，工業上應用較為成熟的NH₃-SCR催化劑是V基催化劑，盡管V基催化劑具有良好的SCR催化活性，但這種催化劑仍存在一些不可避免的缺點，如V₂O₅的生物毒性，活性溫度窗口窄，高溫下N₂選擇性差等，這極大地限制了其進一步的工業應用。因此，開發具有更好的N₂選擇性和寬溫度窗口的新型環境友好型SCR催化劑成為亟待解決的技術問題。

發明內容

為了解決現有技術問題，本發明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種釩取代型雜多酸SCR催化劑及其制備方法，本發明釩取代型雜多酸SCR催化劑在寬溫度范圍內具有良好的脫硝性能和氮氣選擇性能，具有更好的工業應用前景。

為達到上述發明創造目的，本發明采用如下技術方案：

一種釩取代型雜多酸SCR催化劑，其化學式為ER_12-xV_x/TiO₂，其中非金屬元素E為P或Si，金屬元素R為W或Mo，以TiO₂計，雜多酸在催化劑中的質量分數為10-30wt.％，x表示釩原子的取代個數，x取值為不大于3，采用釩原子取代雜多酸分子中的雜原子，使釩取代型雜多酸化合物具有SCR活性。

作為本發明優選的技術方案，被釩原子取代的雜多酸分子為磷鎢酸、磷鉬酸、硅鎢酸或硅鉬酸分子。

作為本發明優選的技術方案，雜多酸在催化劑中的質量分數為15-30wt.％。更優選的，雜多酸的質量分數為15wt.％。

作為本發明優選的技術方案，所述雜多酸為磷鎢雜多酸，其化合物分子組成為PW_12-xV_x/TiO₂，雜多酸在催化劑中的質量分數為10-30wt.％，x表示釩原子的取代個數，x取值為(1～3)。更優選的，釩原子取代數為1，即x＝1。

一種本發明釩取代型雜多酸SCR催化劑的制備方法，包含以下步驟：