[發明專利]一種銅摻雜的鐵基催化劑和制備方法

在審

• 申請號: 202011591964.X
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112691665A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 孫運蘭;宋唯一;朱寶忠;謝超越;于海龍;劉恩海;陳海飛
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B01J23/745
• 分類號: B01J23/745;B01J37/03;B01J37/08;B01D53/56;B01D53/86;B01D53/94
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明涉及一種銅摻雜的鐵基催化劑的制備方法，包括以下步驟：稱取硝酸鐵、硝酸銅和檸檬酸，并將硝酸鐵、硝酸銅和檸檬酸置于容器中加入水進行混合獲得混合液；將所述混合液進行干燥獲得多孔結構的固體顆粒；將所述固體顆粒研磨至設定粒徑后，進行煅燒獲得Cu_xFe₂₄/CA催化劑，其中0≤x≤6。催化劑在中低溫的溫度窗口內脫硝效率可達90%以上，氮氣選擇性高于95%，氨逃逸率小于8%能有效避免二次污染的產生。

技術領域

本發明涉及一種催化劑，尤其涉及一種銅摻雜的鐵基催化劑、該催化劑的制備方法。

背景技術

近代工業的快速發展，大量化石燃料的使用導致空氣中氮氧化物(NOx)含量急劇增高。NOx作為大氣的主要污染物之一，大量的排放會導致霧霾、酸雨、光化學煙霧等一系列環境問題，還會引起臭氧污染、水體富營養化等二次污染問題，甚至長時間吸入會對人類肺部造成嚴重影響降低人類對呼吸系統疾病的抵抗力。由此可見對于高效的控制氮氧化物的產生和排放是十分有必要的。目前氨選擇性催化還原技術(Selective catalyticreduction ，SCR)被認為是目前應用最為廣泛的煙氣脫硝技術，將NH₃作為還原劑，在催化劑的作用下將NOx轉化為N₂，在SCR的脫硝工藝中其技術核心是催化劑。

目前工業上應用較廣泛的脫硝催化劑主要為釩鈦基的蜂窩狀催化劑，該類催化劑溫度窗口較高，通常在300-400℃范圍內具有較高的脫硝活性，但是其溫度窗口較高，活性成分具有劇毒等缺點也十分明顯。并且在水泥、玻璃爐窯和中小型鍋爐中其尾部的煙氣溫度普遍在120-300℃之間，使用目前已經成熟的釩鈦催化劑需要安裝煙氣再熱器來適應最佳溫度窗口。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠在中低溫下具備高脫硝活性和高選擇性以及低的氨逃逸的催化劑，基于該目的，本發明提供了一種銅摻雜的鐵基催化劑，該催化劑在中低溫（140-260℃）的溫度窗口內脫硝效率可達90%以上，氮氣選擇性高于95%，氨逃逸率小于8%能有效避免二次污染的產生。

本發明為了實現上述目的，所采取的技術方案為：一種銅摻雜的鐵基催化劑的制備方法，包括以下步驟

S01稱取硝酸鐵、硝酸銅和檸檬酸，并將硝酸鐵、硝酸銅和檸檬酸置于容器中加入水進行混合獲得混合液；

S02 將所述混合液進行干燥獲得多孔結構的固體顆粒；

S03 將所述固體顆粒研磨至設定粒徑后，為了確定其最佳配方，將所得催化劑樣品標記為Cu_xFe₂₄/CA，其中0≤x≤6。

進一步的，所述硝酸鐵、硝酸銅和檸檬酸在水中攪拌至粘性混合液后進行干燥。

進一步的，所述步驟S01具體為：

將硝酸鐵和硝酸銅置于去離子水中進行第一步混合；

將檸檬酸加入硝酸鐵和硝酸銅的混合液中進行第二步混合；

所述第二步混合是在水浴條件下攪拌混合，水浴溫度為50-70℃。

進一步的，步驟S02中干燥是在95-115℃的鼓風干燥箱中進行。

進一步的，步驟S03中煅燒是在250-350℃的馬弗爐中煅燒5小時。

進一步的，所述Cu_xFe₂₄/CA中銅和鐵元素的質量比為0:24、2:24、3:24、4:24、6:24。

進一步的，步驟S03中將所述固體顆粒研磨至40-60目后進行煅燒。

本發明還涉及一種利用上述制備方法制得的銅摻雜的鐵基催化劑。

本發明所產生的有益效果包括：