[發明專利]一種釩摻雜鐵基低溫脫硝催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110371850.2
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113083314B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 張杰;鄒模良;代威力;楊麗霞;許勇
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: B01J23/847
• 分類號: B01J23/847;B01J37/03;B01J37/08;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王術娜

本發明提供了一種釩摻雜鐵基低溫脫硝催化劑及其制備方法和應用，涉及催化材料技術領域。本發明的釩摻雜鐵基低溫脫硝催化劑中鐵的氧化物和釩的氧化物均不會與水和硫發生反應，且在氮氧化物催化還原反應過程中，生成的硫酸氫氨會被催化劑分解，不會造成催化劑中毒；此外，由于V元素的摻雜，可以提升催化劑表面酸度，改善催化劑的氧化還原能力，釩的氧化物和鐵的氧化物之間還存在電子協同效應，有利于提高催化劑的活性。實施例的結果表明，本發明的催化劑能夠在H₂O和SO₂存在的條件下連續運行12小時以上性能依然保持不變，氮氧化物的轉化率依然高達100％，說明具有較高的穩定性和催化活性。

技術領域

本發明涉及催化材料技術領域，尤其涉及一種釩摻雜鐵基低溫脫硝催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

低溫脫硝催化劑普遍用于處理玻璃、工業鍋爐、垃圾焚燒、危廢等行業產生的廢氣。目前，廢氣中除了含有氮氧化物外，還不可避免的含有部分SO₂和H₂O。錳基催化劑在低溫脫硝領域雖然具有優異的催化性能，但SO₂和H₂O會與Mn發生化學反應導致催化性能下降，因此不適合實際應用。鐵基催化劑在低溫脫硝中不會與SO₂和H₂O發生反應，性質穩定，但SO₂和H₂O會與NH₃(低溫脫硝常用的還原劑)反應會生成固態的硫酸氫氨覆蓋于催化劑表面降低催化劑的活性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種釩摻雜鐵基低溫脫硝催化劑及其制備方法和應用，本發明的催化劑在SO₂和H₂O存在的情況下仍保持良好的活性。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種釩摻雜鐵基低溫脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟：

將三價鐵鹽、二價鐵鹽和五價釩鹽溶于水中，得到混合溶液；

將所述混合溶液與沉淀劑溶液混合發生共沉淀，將所得沉淀依次經干燥和煅燒，得到釩摻雜鐵基低溫脫硝催化劑。

優選的，所述三價鐵鹽包括氯化鐵、硫酸鐵或硝酸鐵；所述二價鐵鹽包括硫酸亞鐵、氯化亞鐵或硝酸亞鐵；所述五價釩鹽包括NH₄VO₃或NaVO₃。

優選的，所述混合溶液中三價鐵與二價鐵的摩爾比為2:1；所述混合溶液中三價鐵和二價鐵的總量與五價釩的摩爾比為1：(0.01～0.3)。

優選的，所述沉淀劑溶液中的沉淀劑包括氨水、草酸、草酸鈉或檸檬酸鈉。

優選的，所述沉淀劑溶液的用量以滿足使混合溶液的pH值為9～10為準。

優選的，所述煅燒的溫度為150～300℃，保溫時間為1～5h。

優選的，所述干燥的溫度為60～100℃，時間為6～12h。

本發明提供了上述方案所述制備方法制備得到的釩摻雜鐵基低溫脫硝催化劑，包括鐵的氧化物和釩的氧化物；所述釩的氧化物摻入到所述鐵的氧化物中。

本發明提供了上述方案所述釩摻雜鐵基低溫脫硝催化劑在廢氣低溫脫硝中的應用。

優選的，所述廢氣中含有氮氧化物、SO₂和H₂O。