[发明专利]一种硫化钒钛催化剂及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种硫化钒钛催化剂及其制备方法和用途。本发明的硫化钒钛催化剂，所述催化剂的载体为硫化的TiO₂,活性组分为负载在所述载体上的V₂O₅，以所述硫化的TiO₂载体的质量为100％计，所述V₂O₅活性组分的质量为1～3％。本发明的硫化钒钛催化剂在200000h^‑1空速、300～450℃的温度范围内具有高于90％的NOx净化效率，操作温度窗口宽。本发明的硫化钒钛催化剂的制备方法简单，通过控制钒在催化剂表面的聚合状态从而改善低温活性，制得的硫化钒钛催化剂可用于NH₃‑SCR过程催化净化NO_x。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，涉及一种硫化钒钛催化剂及其制备方法和用途。

背景技术

氮氧化物(NO_x)可以引发灰霾、酸雨和光化学烟雾等重大环境问题，控制NO_x的排放是环境保护领域面临的一个重大挑战。目前，在以NH₃为还原剂选择性催化还原NO_x(NH₃-SCR)所用的催化剂体系多为V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂以及相应的改进体系，这类催化剂体系广泛用于燃煤电厂、工业锅炉等固定源烟气脱硝净化过程，在较高温度段具有高的NO_x净化效率和抗SO₂中毒性能。

CN104226296A公开了一种钒系负载型中温SCR催化剂，以钛锆氧化物为载体，以钒的氧化物为活性成分，以铈的氧化物为助催化剂，其中，所述催化剂中铈元素、钛元素和锆元素的摩尔比为(0.1～0.3):1:1，钒的氧化物的质量占整个催化剂质量的1％。该发明还公开了上述钒系负载型中温SCR催化剂的制备方法。该发明的钒系负载型中温SCR催化剂相对于单一的钒基催化剂，添加适量的CeO₂提高催化剂的抗热性，降低催化剂的还原温度，提高脱硝效率，拓宽其选择性催化还原脱硝活性温度窗口。

CN102989467A公开了一种氧化钛负载型钒酸铁催化剂，所述催化剂由TiO₂载体以及负载在TiO₂载体上的FeVO₄活性组分组成。以催化剂的质量为100wt％计，FeVO₄的质量百分比为1.5～15wt％。该发明将TiO₂负载的FeVO₄催化剂用于NH₃-SCR反应净化固定源和移动源氮氧化物，且该催化剂的制备方法简单易行，易于产业化生产。

CN104226336A公开了一种钒基SCR催化剂及其制备方法，其为通过向锐钛矿型多孔质二氧化钛中添加含硫氧化物，混合焙烧后得到多孔质混合氧化物，然后在其表面负载钒氧化物和钨氧化物得到，其中，锐钛矿型多孔质二氧化钛为65～80％，钒氧化物以及钨氧化物为17～30％，含硫化合物为2.0～5.0％。该发明的钒基SCR催化剂，硫氧化物在高温下抑制催化剂比表面积的减少，可以保持水热耐久性。该发明的钒基SCR催化剂在尾气温度为250℃的低温下保持活性，并且在700℃可确保高温耐久性。但是，这类的催化剂体系具有钒负载量高、操作温度窗口较窄、高温时N₂O大量生成造成N₂选择性下降等缺点。同时，由于催化剂体系中含有价格比较高的组分钨，使得催化剂组分复杂，且成本高。

因此，对钒钛催化剂进行改进，通过控制钒在催化剂表面的聚合状态以改善催化剂活性、降低钒负载量、简化催化剂体系、降低成本、拓宽温度窗口、提高抗高空速能力、满足应用需求是NH₃-SCR领域的重要研究内容。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种硫化钒钛催化剂及其制备方法和用途，制得的硫化钒钛催化剂的催化活性高，操作温度窗口宽。