[發(fā)明專利]一種釩鉬鈦復(fù)合氧化物低溫SCR催化劑的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110010673.5
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112808264A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱文革;葉婧桐;張通;丁鑫磊;南俊平;何洪
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01J23/28
• 分類號: B01J23/28;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

一種釩鉬鈦復(fù)合氧化物低溫SCR催化劑的制備方法，屬于催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域。具體方法包括：將釩前驅(qū)體、鉬前驅(qū)體、有機(jī)配體及載體TiO₂放入球磨罐中進(jìn)行球磨，中間視物料情況，重復(fù)多次處理黏附物料，以便確保得到混合均勻的粉體。然后焙燒即得釩鉬鈦復(fù)合氧化物催化劑。本發(fā)明所述的釩鉬鈦復(fù)合氧化物催化劑制備方法具有工藝簡單、物料損耗少、制備周期短、不使用任何溶劑、能耗低等特點(diǎn)，符合綠色合成發(fā)展需要。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種釩鉬鈦復(fù)合氧化物低溫SCR催化劑的制備方法，以及催化劑在氨選擇性催化還原氮氧化物反應(yīng)中的應(yīng)用，屬于催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

工業(yè)廢氣是主要大氣污染源，其中氮氧化物(NO_x)是造成霧霾、酸雨等極端天氣現(xiàn)象的主要大氣污染物。因此，研發(fā)高效的氮氧化物脫除技術(shù)具有重要意義。氨選擇性催化還原(Selective Catalysis Reduction,NH₃-SCR)是目前國內(nèi)外商業(yè)化應(yīng)用最為廣泛的煙氣脫硝技術(shù)，在電力行業(yè)多有應(yīng)用。SCR脫硝技術(shù)的核心是催化劑制備，目前商用的脫硝催化劑主要是釩鈦基(V₂O₅-WO₃/TiO₂或V₂O₅-MoO₃/TiO₂)催化劑，其工作溫度一般為300～400℃。難以應(yīng)用到排煙溫度低的非電力鍋(窯)爐設(shè)備(例如工業(yè)鍋爐、玻璃陶瓷爐窯、水泥爐窯、冶金燒結(jié)爐和煉焦?fàn)t等)的脫硝工程中。因此，低溫SCR脫硝催化劑受到關(guān)注。見諸報(bào)道的有：釩基、錳基、鈰基等。錳基、鈰基催化劑雖能展現(xiàn)出優(yōu)異的低溫活性，但抗SO₂性能差，難以實(shí)際應(yīng)用。發(fā)明專利CN108236943A公開了一種釩基氧化物催化劑的制備方法，該方法中，使用共沉淀法制備催化劑的載體Ce_aW_bTiO_x，再用浸漬法在載體表面負(fù)載V₂O₅，該方法制得的釩基催化劑具有良好的低溫活性，在200℃時(shí)NO_x轉(zhuǎn)化率可達(dá)到100％。發(fā)明專利CN111715214A公開了一種釩酸錳催化劑的制備方法，在該方法中，通過溶膠-凝膠法合成的釩基催化劑，其氮氧化物的轉(zhuǎn)化率在225～400℃的溫度范圍內(nèi)達(dá)到90％。采用溶膠凝膠法增加活性組分Mn和V之間的相互作用，使活性組分以Mn₂V₂O₇的結(jié)構(gòu)形式摻雜到載體TiO₂中。發(fā)明專利CN109012712A也公開了一種低溫釩鈦基SCR催化劑的制備方法，在該方法中，通過浸漬法制備的釩鈦催化劑在200℃時(shí)，氮氧化物的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到100％。另外，本課題組何洪教授已開發(fā)出可在160～200℃下運(yùn)行的釩鈦SCR催化劑，脫硝效率達(dá)90％，已在焦化、玻璃等多個煙氣脫硝工程中應(yīng)用。上述低溫SCR催化劑的制備均采用的是液相法，存在合成步驟多及能耗高等問題。

固相球磨法在環(huán)境催化領(lǐng)域多有應(yīng)用。利用機(jī)械化學(xué)合成法可以有效調(diào)控金屬納米顆粒的粒徑、分散度，增加催化劑的比表面積，進(jìn)而改善其催化性能。Uraiwan.K等利用固相球磨法制備了Ag/Al₂O₃納米材料，其在烴選擇性催化還原反應(yīng)中顯示出較高的活性(Uraiwan.K.,et al,ACS Catal.2011,1,10,1257–1262)。Yan等利用有機(jī)配體輔助球磨法制備了Ce/TiO₂催化劑，顯著提高了鈰物種在TiO₂表面的分散，展現(xiàn)出良好的低溫SCR活性(Yan,et al,Chem.Commun.,2017,53,1321-1324)。

本發(fā)明針對液相法制備SCR催化劑過程中存在的工藝流程繁瑣、能耗高等問題，提出了分步固相球磨法制備釩鉬鈦復(fù)合氧化物低溫SCR催化劑。該方法物料損耗少、制備周期短、不使用任何溶劑、能耗低等特點(diǎn)，符合綠色合成發(fā)展需要。

發(fā)明內(nèi)容