[發明專利]一種Fe基脫硝合成氨催化劑及其制備方法、應用

在審

• 申請號: 202210057987.5
• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN114210372A
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 于鋒;李彥琴
• 申請（專利權）人: 石河子大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;B01D53/86;B01D53/56;B01D53/90;C01C1/04
• 代理公司: 北京鼎佳達知識產權代理事務所(普通合伙) 11348
• 代理人: 孟阿妮;張小勇

本發明為一種Fe基脫硝合成氨催化劑及其制備方法、應用。一種Fe基脫硝合成氨催化劑的制備方法，包括以下步驟：(1)向載體溶液中加入Fe鹽溶液，攪拌反應后，干燥，得前驅體；所述的載體為MIL?125(Ti)；(2)將前驅體焙燒、研磨后，得所述的Fe基脫硝合成氨催化劑。本發明所述的一種Fe基脫硝合成氨催化劑及其制備方法、應用，能夠使得催化劑中的活性金屬組分得到均勻的分布，使得催化劑表面具有更多的活性位點，有更加豐富的表面氧空位，從而具有較高的脫硝效率且較高的氨氣選擇性。

技術領域

本發明屬于合成氨催化劑技術領域，具體涉及一種Fe基脫硝合成氨催化劑及其制備方法、應用。

背景技術

氨是化肥生產和纖維制造領域重要的基礎化工原料，產量居各種化工產品的首位。目前，工業上合成氨廣泛采用的是哈伯-博施法(Haber-Bosch process)，也就是氮氣N₂與氫氣H₂在高溫(500℃)、高壓(20-50MPa)、催化劑(鐵)作用下發生化合生成氨NH₃。由于氮分子是一種穩定性極高的單質，其三鍵鍵能為94lKJ·mol^-1，惰性大，不易活化，因此成本高，消耗了大量能源，其每年消耗的能源高達全世界能源總消耗的1-2％，亟需開發低能耗的合成氨新方法，以節約能源降低成本。

隨著工業化進程的推進，環境污染已經是不可避免需要面對的發展問題。工業廢氣和汽車尾氣中包含的氮氧化物是空氣污染的主要源頭之一，氮氧化物排放到空氣中會導致酸雨現象、光化學煙霧污染、破壞臭氧層等不良后果。氮氧化物控制技術中目前有著非常廣泛的使用就是還原法脫硝技術，而且已經被認為是現今工業上最有利的去除氮氧化物的技術，主要涉及到選擇性催化還原技術(SCR)和非選擇性催化還原(NSCR)技術兩個部分。

選擇性催化還原技術(SCR)脫硝效率更高且污染更少，所以是目前的主流脫硝手段。采用NH₃或者CO進行SCR脫硝都是較為經濟有效的方法，但采用NH₃或者CO會造成NH₃和CO逃逸，對環境造成污染。由此，如何開發能夠將空氣中的NO_x轉化為NH₃的催化劑仍是催化領域需要解決的一個挑戰。

發明內容

本發明的目的在于提供一種Fe基脫硝合成氨催化劑的制備方法，該制備方法簡單，重復性強，將Fe負載到MIL-125(Ti)上。

為了實現上述目的，所采用的技術方案為：

一種Fe基脫硝合成氨催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)向載體溶液中加入Fe鹽溶液，攪拌反應后，干燥，得前驅體；

所述的載體為MIL-125(Ti)；

(2)將所述的前驅體焙燒、研磨后，得所述的Fe基脫硝合成氨催化劑。

進一步的，所述的步驟(1)中，載體溶液的溫度為55-65℃；

攪拌50-70min；

干燥溫度為100-120℃；

所述的步驟(2)中，焙燒溫度為350-450℃，時間為3.5-4.5h；

Fe基脫硝合成氨催化劑中負載量為20-50％。

再進一步的，所述的步驟(1)中，載體溶液的溫度為60℃；

攪拌1h；

干燥溫度為110℃；

所述的步驟(2)中，焙燒溫度為400℃，時間為4h；

Fe基脫硝合成氨催化劑中Fe的負載量為40％。