[发明专利]一种制备介孔锰钛低温脱硝催化剂的方法

说明书

本发明涉及一种制备介孔锰钛低温脱硝催化剂的方法，包括以下步骤：量取乙酸置于容器中；将模板剂F127、乙酸锰和钛酸四丁酯溶于所述乙酸中，充分搅拌形成溶胶；将形成的溶胶转移至培养皿中并在相对湿度40%‑80%的条件下蒸发形成凝胶状透明膜；将所述凝胶状透明膜转移到烘箱中老化，以得到介孔结构杂化体；将所述介孔结构杂化体转移至马弗炉中焙烧，形成立方相的晶型结构，制得介孔Mn_xTiO₂催化剂。本发明有效提高了催化剂的脱硝性能和抗硫中毒性能，拓宽了催化剂的活性温度窗口，具有良好的脱硝效率，在125‑350℃的宽温度范围内，氮氧化物的净转化率达90%以上。

技术领域

本发明涉及一种催化剂，尤其涉及一种制备介孔锰钛低温脱硝催化剂的方法。

背景技术

氮氧化物是主要的大气污染物之一，也是引起我国各地酸雨、雾霾、臭氧破坏等环境问题的重大因素。其排放控制已成为环境催化和大气控制领域中的研究热点。氨气选择性催化还原( Selective catalytic reduction ,SCR )氮氧化物是目前应用最为广泛的氮氧化物脱除技术，SCR技术的关键是高效稳定的催化剂。目前，工业上应用较为成熟的NH₃-SCR催化剂是V₂O₅/TiO₂或者在V₂O₅/TiO₂基础上进行改性的催化剂，但目前使用的V-W-Ti系列催化剂，所需反应温度窗口窄、温度较高，通常在320-400℃范围内具有较好的催化性能，而且在烟气中SO₂和粉尘浓度较高的情况下，会产生不同程度的催化剂失活现象大大缩短催化剂寿命；如果将该SCR工艺安装在已投用的锅炉上，就必须对省煤器、除尘器和脱硫装置进行较大的设备改造，大大增加投资费用。如果为了延长催化剂的寿命而把SCR置于脱硫除尘装置之后，由于脱硫除尘后烟气温度一般都低于433 K，必须对烟气进行重复加热，这将大大增加脱硝成本。因此，开发低温SCR催化剂和工艺十分必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在低温范围内具有良好的脱除NOx性能的介孔锰钛催化剂。本发明为了实现上述目的通过溶胶凝胶法制备了介孔Mn_xTiO₂催化剂，该催化剂具有良好的脱硝效率，在125-350℃的宽温度范围内，氮氧化物的净转化率达90%以上。

本发明所采取的技术方案为：一种制备介孔锰钛低温脱硝催化剂的方法，包括以下步骤

S01 量取乙酸置于容器中；

S02 将模板剂F127（分子式：EO106PO70EO106）、乙酸锰和钛酸四丁酯溶于所述乙酸中，充分搅拌形成溶胶；

S03 将形成的溶胶转移至培养皿中并在相对湿度40%-80%的条件下蒸发形成凝胶状透明膜；

S04 将所述凝胶状透明膜转移到烘箱中老化，以得到介孔结构杂化体；

S05 将所述介孔结构杂化体转移至马弗炉中焙烧，形成立方相的晶型结构，制得介孔Mn_xTiO₂催化剂。

进一步的，所述介孔Mn_xTiO₂催化剂中0≤x≤1。

进一步的，所述介孔Mn_xTiO₂催化剂中Mn与Ti的摩尔比为0.2~1。

进一步的，所述步骤S03中蒸发温度为20℃-40℃，是为了让乙酸缓慢蒸发的同时又不会破坏溶胶中原有的物质结构并形成凝胶。

进一步的，所述步骤S04中老化温度为50℃-70℃，是为了让凝胶缓慢老化，形成介孔结构杂化体。