[發明專利]一種二噁英降解的新型催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202011465761.6
• 申請日: 2020-12-13
• 公開（公告）號: CN112588293A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 唐志誠;趙海軍;吳軍偉
• 申請（專利權）人: 江蘇百茂源環保科技有限公司;中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: B01J23/888
• 分類號: B01J23/888;B01D53/70;B01D53/72;B01D53/86
• 代理公司: 連云港聯創專利代理事務所(特殊普通合伙) 32330
• 代理人: 谷金穎

本發明提供了一種高活性高穩定性的新型催化劑及其制備方法，用于垃圾焚燒二噁英的催化氧化降解。該催化劑主要包括活性組分和載體兩部分，活性組分為過渡金屬氧化物V₂O₅，WO₃，Fe₂O₃，以質量計，V₂O₅含量為0.5?10％，WO₃含量為0.1?8％，Fe₂O₃含量為0.1?6％；催化劑載體由TiO₂和SiO₂組成，以質量計，TiO₂含量為50?95％，SiO₂含量為5?20％。催化劑中不含貴金屬，制備成本低，制備方法簡單，起活溫度低，對二噁英類污染物具有較高的消除效率，催化劑在180℃時消除率將近70％，220℃時消除效率超過90％。

技術領域

本發明屬于催化劑制備關鍵技術研究領域，涉及垃圾焚燒煙氣中二噁英類污染物的催化氧化降解的催化劑及其制備方法。

背景技術

二噁英是一種氯代含氧三環芳烴類化合物，具有化學性質穩定、熱穩定性好和不易被生物降解等特點，會在生物體內和環境中長期累積存在，對生物具有“致癌”、“致畸”和“致突變”的影響。

目前垃圾焚燒二噁英處理大多采用活性炭吸附技術，但是活性碳吸附技術存在運行成本高和低濃度二噁英處理不徹底的缺點，處理后煙氣中二噁英濃度大多超過國家標準。另外，活性炭吸附只是將二噁英封存于活性炭孔道內，并沒有真正的將二噁英從環境中消除掉，而且吸附了二噁英后的活性炭存在二次污染的風險。相比活性碳吸附技術，催化氧化消除二噁英法是將煙氣中的二噁英直接分解轉化為無毒或毒性小的水、二氧化碳和氯化氫，并且催化氧化法消除二噁英具有反應效率高、后期運行成本低、易于工程化等特點。但是目前催化氧化消除二噁英面臨最大的問題是高性能催化劑的制備生產。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中缺少高性能二噁英分解催化劑的缺陷，提供一種高活性高穩定性的新型催化劑及其制備方法，用于垃圾焚燒二噁英的催化氧化降解，該催化劑能夠高效的消除垃圾焚燒二噁英類污染物。

本發明中二噁英降解的新型催化劑，主要包括活性組分和催化劑載體兩部分；活性組分為過渡金屬氧化物V₂O₅，WO₃，Fe₂O₃，以質量計，V₂O₅含量為0.5-10％，WO₃含量為0.1-8％，Fe₂O₃含量為0.1-6％；催化劑載體由TiO₂和SiO₂組成，以質量計，TiO₂含量為50-95％，SiO₂含量為5-20％。

本發明二噁英降解的新型催化劑，由溶解到酸性溶液中的活性組分前驅體負載到載體表面后，經過老化、干燥、煅燒而成。

本發明二噁英降解的新型催化劑，所述酸性溶液是質量分數為10-20％的草酸溶液。

本發明二噁英降解的新型催化劑，所述V₂O₅前驅體包括偏釩酸銨、草酸氧釩、硫酸氧釩；WO₃前驅體包括偏鎢酸銨、仲鎢酸銨，Fe₂O₃前驅體包括硝酸鐵，硫酸鐵。

本發明二噁英降解的新型催化劑，其制備方法包括以下步驟：

(1)首先將V₂O₅前驅體溶解于一定量的草酸溶液中，并保持草酸與釩的摩爾比不小于2；

(2)在上述含有V₂O₅前驅體的草酸溶液中加入WO₃前驅體，在40-70℃下充分攪拌使其溶解；