[发明专利]一种以介孔氧化铈为载体的中低温脱硝催化剂及制备方法

说明书

本发明公开了一种以介孔氧化铈为载体的中低温脱硝催化剂及制备方法，脱硝催化剂以介孔氧化铈为载体，以WO₃为助剂，MnO_X为活性组分，W的质量分数为5~8%，Mn的质量分数为5~11%，该催化剂记为MnO_X‑WO₃/CeO₂‑S‑C，其中，S=表面活性剂，C代表水合乙酰丙酮化铈、异丙醇铈、2‑乙基己酸铈等有机铈盐。本发明采用无溶剂法制备的有序介孔氧化铝载体，具有良好的有序介孔和大的比表面积，其结构可控，易于操作，可大规模生产，具有良好的应用前景，且通过浸渍得到的复合催化剂在100～350℃温度范围内具有良好的氮氧化物净化率，抗硫性能佳。

技术领域

本发明涉及环境保护的氮氧化物控制技术领域，特别涉及一种以介孔氧化铈为载体的中低温脱硝催化剂及制备方法。

背景技术

氮氧化物(NOx)是一种主要的大气污染物。随着国民经济的发展,我国氮氧化物排放总量逐年增加,污染日益严重,对生态环境和人类健康造成了很大威胁。在各种NOx减排控制技术中，氨气选择性催化还原氮氧化物(Selective Catalytic Reduction of NOx byammonia，NH₃-SCR)被认为是脱除NOx最有效的技术之一。V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂作为一种商业催化剂已经广泛用于NH₃-SCR反应中，然而它依然存在温度窗口较窄，抗硫性能差，活性组分V₂O₅有毒等问题。因此，研发高效、高抗硫性、环境友好型的SCR脱硝催化剂已成为我国脱硝产业的迫切需求。

目前，研究的环境友好型的W/Mn催化剂氧化物载体主要为TiO₂。中国专利文献CN102078809A公开了一种以二氧化钛为载体，二氧化锰为主要活性组份，三氧化钨为助剂的SCR烟气脱硝催化剂，所述的催化剂以钨酸铵和醋酸锰为前驱体负载于二氧化钛上，加入三氧化二铝凝胶粘结，经过成型、干燥、焙烧后制得，制备的催化剂在150℃～250℃温度区间内具有较好的脱硝活性。中国专利CN106076358A公开了一种低温SCR脱硝催化剂的制备方法，所述催化剂以二氧化钛或氧化铝为载体，以氧化锰等为助剂，氧化铁、氧化镧为活性组分，加入有机成型剂搅拌均匀后干燥、焙烧制得。制备的催化剂在低温具有较好的催化活性。虽然上述催化剂具有良好的脱硝性能，但是催化活性的温窗较窄，抗硫抗水性较差，且这两种催化剂的比表面积不大，在浸渍过程中其活性组分分散效果一般。

氧化铈由于其优异的储氧能力、高氧化性和无毒性得到了人们的广泛关注。由于氧化铈与氧化钒相似的性质，氧化铈可以作为活性组分或助剂研究。此外，氧化铈也具有商业催化剂氧化钛的部分性质，例如良好的结构特性、与其他组分作用强烈等，因此，可以作为载体。基于此，本文提出一种制备氧化铈载体的方法，采用无溶剂法绿色合成有序介孔氧化铈，再经过干燥、焙烧后便得到氧化铈载体。

发明内容

本发明针对上述背景技术中的缺陷，本发明目的在于提供一种以介孔氧化铈为载体的中低温脱硝催化剂及制备方法，克服现有技术中脱硝催化剂中活性金属组分分布不均匀、温度窗口较窄、抗水抗硫性能差等缺陷，从而提供一种通过无溶剂法制备有序介孔氧化铈的方法，进一步负载活性组分氧化锰和助剂三氧化钨。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种以介孔氧化铈为载体的中低温脱硝催化剂，以氧化铈为载体，以WO₃为助剂，以MnO_X为活性组分；以载体的质量为基准，W的质量为载体质量的5～8％，Mn的质量为载体质量的5～11％。

一种以介孔氧化铈为载体的中低温脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：将一定量的有机铈盐和表面活性剂混合后，采用球磨机球磨粉碎，记为药品1；