[发明专利]基于四方相氧化锆载体的新型低温SCR催化剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护与环境催化领域，具体涉及一种新型的四方相氧化锆基低温烟气脱硝SCR催化剂及制备方法。

背景技术

氮氧化物（NO_x）是主要的大气污染物，可以引起酸雨、光化学烟雾、温室效应及臭氧层的破坏，对人体健康也有着严重的危害。2000年以来，我国燃煤电厂的快速发展，使氮氧化物的排放量大幅增加，加剧了大气污染。2012年1月1日实施新的《火电厂大气污染物排放标准》要求NO_x排放浓度低于100mg/m³，提出了我国燃煤电厂的氮氧化物减排的新要求，切实减少燃煤电厂的氮氧化物的排放会为实现我国氮氧化物的减排起到关键作用。

选择性催化还原法（Selective Catalytic Reduction, SCR）被认为是最好的烟气脱硝技术，SCR脱硝技术的关键是催化剂。

SCR催化剂根据其发挥SCR活性的温度区间不同可以分为高温段催化剂（450～600℃）、中温段催化剂（300～450℃）以及低温段催化剂（120～300℃）。目前商业上应用比较广泛的是运行温度处于300～450℃的中温催化剂V₂O₅/TiO₂和V₂O₅-WO₃/TiO₂，但V₂O₅是一种有毒的元素，流入到自然中通过生物链的富集作用而对环境和人体产生大量危害。同时钒系催化剂所需的反应温度高，催化剂催化活性温度范围较窄（300～400℃），需要对烟气进行预热，浪费大量能耗而使运行成本升高而且催化活性也有待进一步提高，因此研究和开发具有低温特性的SCR催化剂显然具有十分重要的意义。

ZrO₂是唯一同时具备表面酸性、碱性、氧化性和还原性等四种化学特性的金属氧化物，以纳米级ZrO₂为催化剂载体时，由于纳米粒子具有丰富的表面缺陷和独特的介孔结构，可为催化剂活性组分的均匀化、高分散负载提供较大的比表面积，有利于提升催化剂的催化活性。因此以ZrO₂为单一载体或载体组成部分，负载相应活性组分的催化剂也出现在低温SCR催化剂的研究中。

公开号CN 102266761 A的专利公开了一种以TiO₂-ZrO₂为复合载体，负载活性组分V₂O₅、助剂WO₃和CeO₂共同构成的复合型催化剂。

公开号CN 102658172 A的专利公开了一种以硫酸化氧化锆为载体，铈或镧的氧化物为活性组分，钒、钼、钨和锗的氧化物中的至少一种作为助催化剂，尤其适用于含有碱金属和碱土金属的烟气脱硝，具有良好的脱硝活性和抗碱金属中毒性能。

公开号CN 103272613 A的专利公开了一种以V掺杂的ZrO₂-TiO₂复合氧化物为载体，活性组分为锰的氧化物，助剂为钨铬铁锡铜和铈的复合氧化物，以NH₃为还原剂时，能够在80～120℃时就能取得较高的NO去除率。