[发明专利]一种负载型磷钼杂多酸低温SCR催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种负载型磷钼杂多酸低温SCR催化剂及其制备方法，属于大气污染技术防治领域。本发明的一种负载型磷钼杂多酸低温SCR催化剂，该催化剂是以钒改性磷钼酸为活性组分，使该活性组分负载于TiO₂上得到的，且所述催化剂中活性组分的质量是其总质量的5～20％。采用本发明的负载型磷钼杂多酸低温SCR催化剂，能够在低温条件下有效提高其活性以及脱硝效率，且抗硫抗水性能强，该方法制备简单，脱硝成本低。

技术领域

本发明涉及大气污染技术防治领域，更具体地说，涉及一种负载型磷钼杂多酸低温SCR 催化剂及其制备方法。

背景技术

大气中的氮氧化物(NOx)是引起酸雨、雾霾、光化学烟雾、地表水富营养化等破坏生态环境等环境问题的主要大气污染物之一，因此，控制大气中NOx的排放是全球关注的重点，同时也是我国目前大气环境保护的重点和难点。

目前，国内外普遍采用选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，SCR)技术控制NOx，商业上应用的V-W/Ti催化剂，虽然具有高活性，但是其最佳温度窗口一般在300-400℃，较高的反应温度使SCR反应床需要布置在空气预热器、除尘器和脱硫装置前，而这种方式会将催化剂暴露在高浓度的SO2和高粉尘的烟气下，严重影响催化剂对NOx的去除率及催化剂的使用寿命。因此，开发低温高效的脱硝催化剂是关键。

现有的低温SCR脱硝技术中，催化剂是该技术的核心。根据催化剂载体和活性组分的不同，主要将低温SCR催化剂分为贵金属、金属氧化物、炭基材料、分子筛四类。其中，过渡金属因其特殊的“d”轨道特性，在氧化还原反应中具有较好的活性，成为近年来研究的热点。

如中国专利CN 106914245A公开了一种活性炭负载铁锰(FeMn/AC)低温SCR脱硝催化剂及其制备方法，在180℃可达到接近100％的脱硝率，但是该专利并没有考虑SO2和水蒸气对催化剂的影响。中国专利CN 107855126A公开了一种低温脱硝催化剂及其制备方法，是以氧化铈和氧化锆为活性组分，以氧化铁掺杂(CeOx-ZrOx-FeOx)的催化剂，NOx去除率可达88％，当通入100ppmSO₂和5％H₂O，相对于未掺杂的催化剂抗毒性能有所提高，但是NOx 去除率还是有一定程度的下降。

马杰文等(环境科学学报，2017，37(9)：3297-3305)在研究中发现，Fe2O3/SAPO-34在 190-240℃下可以保持90％以上的脱硝效果，但当同时通SO₂和H₂O后活性下降到80％，且其失活是不可逆的，推测是由于催化剂表面有硫酸盐物种形成，覆盖了活性位点造成的。

综上所述，虽然近年来低温脱硝催化剂的研究取得一些有意义的成果，在低温方面基本达到应用要求，但是低温催化剂受SO₂和水蒸汽影响活性下降，仍然没有得到很好的解决。因此研究开发一种低温活性好和抗硫抗水性能强的催化剂，延长催化剂的使用寿命、降低脱硝成本，在理论和工程应用上具有重要的意义。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有低温SCR催化剂的催化活性易受SO₂和水蒸汽影响而下降的不足，提供了一种负载型磷钼杂多酸低温SCR催化剂及其制备方法。本发明的负载型磷钼杂多酸低温SCR催化剂，能够在低温条件下具有较高的催化活性和催化效率，且其抗硫抗水性能强，有效避免SO₂和水蒸汽对催化剂催化活性的影响。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种负载型磷钼杂多酸低温SCR催化剂，其特征在于：该催化剂是以钒改性磷钼酸为活性组分，使该活性组分负载于TiO₂上得到的，且所述催化剂中活性组分的质量为催化剂总量的5～20％。