[發明專利]一種無毒性、高活性、高穩定性的稀土基NH3

在審

• 申請號: 202211022705.4
• 申請日: 2022-08-26
• 公開（公告）號: CN115178254A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 李淵;王旭超
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: B01J23/10
• 分類號: B01J23/10;B01J23/34;B01J35/10;B01D53/86;B01D53/56
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1.一種無毒性、高活性、高穩定性的稀土基氨氣-選擇性催化還原(NH₃-SCR)催化劑及其制備方法，其特征在于：鈰氧化物重量百分含量為5.0wt％～60.0wt％，鋯氧化物重量百分含量為5.0wt％～90.0wt％，鈰以外的過度金屬元素的氧化物重量百分含量為1wt％-20wt％，無機酸根濃度為0.5wt％～10.0wt％；該化合物經過600℃/6小時焙燒后，具有不小于131m²/g的BET比表面積，孔容不小于0.34cm³/g，孔徑范圍在3-20nm之間；該產品總酸量不小于0.68mmol/g，其中弱酸中心酸量不小于0.25mmol/g，中等酸中心酸量不小于0.42mmol/g。

2.根據權利要求1所述一種稀土基NH₃-SCR催化劑，其特征在于：除鈰以外的過渡金屬元素氧化物包括但不限于以下幾種：氧化銅，氧化錳，氧化鉬，氧化鐵等。

3.根據權利要求1所述一種稀土基NH₃-SCR催化劑，其特征在于：所述無機酸溶液是硫酸，磷酸中的一種或兩種的混合物。

4.根據權利要求1，所涉及的稀土基NH₃-SCR催化劑的制備包括以下步驟：

(1)制備鋯、鈰和除鈰以外的過渡金屬元素的鹽溶液；

(2)將鋯的鹽溶液與無機酸溶液混合，在攪拌狀態下，升溫至大于40℃，并穩定一段時間后，用堿性溶液調節溶液的pH值，使溶液的pH值大于5；

(3)向上述溶液中加入鈰的鹽溶液以及除鈰以外的過渡金屬元素的鹽溶液并攪拌一段時間后，用堿性溶液調節pH至中性或堿性，在攪拌狀態下，保溫一段時間后過濾得到稀土基NH₃-SCR催化劑前驅體；

(4)將上述前驅體干燥、焙燒。

5.根據權利要求4所述一種稀土基NH₃-SCR催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，所述鈰鹽溶液可以為硝酸鈰、硝酸氧鈰、氯化鈰、硫酸鈰等可溶性鈰鹽中的一種或幾種的混合物，鋯鹽溶液可以是硝酸鋯、氧氯化鋯和硝酸氧鋯，硫酸鋯，硫酸氧鋯，磷酸鋯，磷酸氧鋯等可溶性鋯鹽中的一種或幾種的混合物，其中上述鹽溶液包含氧化物濃度為0.1wt％-50wt％。

6.根據權利要求4所述一種稀土基NH₃-SCR催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(2)中，所述鋯的鹽溶液(按氧化物重量計)與無機酸(濃度按100％計算)質量比為1∶0.2-1。

7.根據權利要求4所述一種稀土基NH₃-SCR催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(2)中，堿性溶液為氨水，堿金屬或堿土金屬的氫氧化物以及能與鋯離子，鈰離子及其它摻雜的過度金屬離子形成沉淀的陰離子，如碳酸鹽或碳酸氫鹽中的一種或者幾種。

8.根據權利要求4所述一種稀土基NH₃-SCR催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(2)中，所述pH值范圍調節，可以分段進行，如先將pH值調節2-3，反應一段時間后再將其調節至大于5。

9.根據權利要求4所述一種稀土基NH₃-SCR催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(3)中，所述pH值范圍為7-14，優選8-9。

10.根據權利要求4所述一種稀土基NH₃-SCR催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(3)中，鋯、鈰和除鈰以外的過渡金屬元素的鹽溶液可以一次加入，也可以分步或分批次加入。

11.根據權利要求4所述一種稀土基NH₃-SCR催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(3)中，所述保溫溫度范圍在50-100℃，優選50-70℃。