[發明專利]一種高抗硫低溫SCR催化劑的制備方法

在審

• 申請號: 202210729708.5
• 申請日: 2022-06-24
• 公開（公告）號: CN114984944A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 王夫美;蔡琪;賈玉杰;沈伯雄
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B01J23/18
• 分類號: B01J23/18;B01J23/30;B01J23/34;B01J23/83;B01J27/24;B01J35/00;B01J35/08;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 西安匯恩知識產權代理事務所(普通合伙) 61244
• 代理人: 張偉花

本發明提供了一種高抗硫低溫SCR催化劑的制備方法，該方法為：將硝酸鈰六水合物a和硝酸錳溶液混合，加入乙二醇中水熱反應，冷卻后離心，干燥、焙燒后，得到MnCeOx固溶體微米球；將葡萄糖、對苯二胺，溶解于去離子水中，加入MnCeOx固溶體微米球水熱炭化反應后，冷卻、洗滌、干燥，得到N摻雜多孔碳包覆的MnCeOx@C材料；將金屬鹽和硝酸鈰六水合物b混合后溶解于去離子水中，加入N摻雜多孔碳包覆的MnCeOx@C材料、超聲分散，N₂下煅燒3h，得到高抗硫低溫SCR催化劑。本發明催化劑利用多殼結構依次限域脫硝活性位、SO₂吸附位和催化分解ABS的金屬活性位，解決因NH₃和SO₂在脫硝活性位共吸附引起的ABS沉積和金屬硫酸鹽化問題，具有抗高濃度SO₂中毒和高效穩定低溫脫硝性能。

技術領域

本發明屬于催化劑技術領域，具體涉及一種高抗硫低溫SCR催化劑的制備方法。

背景技術

近年來，非電行業逐步成為燃煤煙氣治理主要領域，其中NOx排放控制是重點。低溫NH₃-SCR脫硝工藝(300℃)可布置在除塵或脫硫后，降低粉塵沖蝕對催化劑的影響，具有煙氣組成簡單、能耗少、改造成本低等優點，使該脫硝工藝備受關注。然而，在低溫條件下(300℃)，煙氣中SO₂對SCR催化劑有很強的毒化作用，限制了其工業應用。通常導致SCR催化劑硫中毒有兩個方面的原因，首先，生成的硫酸氫銨(ABS)在300℃以下難以分解，會導致催化活性部位堵塞以及設備腐蝕，降低催化劑及設備使用壽命。其次，SO₂與金屬活性組分反應生成金屬硫酸鹽，導致催化劑活性降低。開發高效抗硫中毒的低溫SCR催化劑具有重要的現實意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種高抗硫低溫SCR催化劑的制備方法，該催化劑利用多殼結構依次限域脫硝活性位、SO₂吸附位和催化分解ABS的金屬活性位，解決因NH₃和SO₂在脫硝活性位共吸附引起的ABS沉積和金屬硫酸鹽化問題，具有抗高濃度SO₂中毒和高效穩定低溫脫硝性能。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種高抗硫低溫SCR催化劑的制備方法，該方法為：

S1、將硝酸鈰六水合物a和質量分數為50％的硝酸錳溶液混合后，加入至乙二醇中，攪拌均勻后，在溫度為180℃的條件下水熱反應15h，冷卻后離心，將沉淀物質在溫度為80℃的條件下干燥5h后，在溫度為550℃的條件下焙燒6h后，得到MnCeOx固溶體微米球；

S2、將葡萄糖、對苯二胺，溶解于去離子水中，得到混合溶液，按將S1中得到的MnCeOx固溶體微米球分散于上述混合溶液中，超聲輔助分散均勻，160℃水熱炭化反應16h，冷卻、洗滌、干燥，得到N摻雜多孔碳包覆的MnCeOx@C材料；

本發明中葡萄糖提供碳源，作為最終制備的高抗硫低溫SCR催化劑的間層，可以通過調整葡萄糖添加量，調控間層厚度；苯二胺作為氮源，可以通過調整對苯二胺添加量，調整最終制備的高抗硫低溫SCR催化劑的間層的N摻雜量；

S3、將金屬鹽和硝酸鈰六水合物b混合后溶解于去離子水中，利用超聲輔助分散混合均勻，得到金屬鹽混合液，然后將S2中得到的N摻雜多孔碳包覆的MnCeOx@C材料加入到所述金屬鹽混合液中，超聲分散，攪拌均勻，然后N₂保護下，在溫度為500℃的條件下煅燒3h，得到富氧缺陷金屬氧化物包覆的多殼核MnCeOx@C@MCeOx催化劑，即為高抗硫低溫SCR催化劑；

所述金屬鹽中的金屬離子(M)為W⁶⁺、Fe³⁺或者Sb³⁺。