[发明专利]一种二噁英降解的新型催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高活性高稳定性的新型催化剂及其制备方法，用于垃圾焚烧二噁英的催化氧化降解。该催化剂主要包括活性组分和载体两部分，活性组分为过渡金属氧化物V₂O₅，WO₃，Fe₂O₃，以质量计，V₂O₅含量为0.5‑10％，WO₃含量为0.1‑8％，Fe₂O₃含量为0.1‑6％；催化剂载体由TiO₂和SiO₂组成，以质量计，TiO₂含量为50‑95％，SiO₂含量为5‑20％。催化剂中不含贵金属，制备成本低，制备方法简单，起活温度低，对二噁英类污染物具有较高的消除效率，催化剂在180℃时消除率将近70％，220℃时消除效率超过90％。

技术领域

本发明属于催化剂制备关键技术研究领域，涉及垃圾焚烧烟气中二噁英类污染物的催化氧化降解的催化剂及其制备方法。

背景技术

二噁英是一种氯代含氧三环芳烃类化合物，具有化学性质稳定、热稳定性好和不易被生物降解等特点，会在生物体内和环境中长期累积存在，对生物具有“致癌”、“致畸”和“致突变”的影响。

目前垃圾焚烧二噁英处理大多采用活性炭吸附技术，但是活性碳吸附技术存在运行成本高和低浓度二噁英处理不彻底的缺点，处理后烟气中二噁英浓度大多超过国家标准。另外，活性炭吸附只是将二噁英封存于活性炭孔道内，并没有真正的将二噁英从环境中消除掉，而且吸附了二噁英后的活性炭存在二次污染的风险。相比活性碳吸附技术，催化氧化消除二噁英法是将烟气中的二噁英直接分解转化为无毒或毒性小的水、二氧化碳和氯化氢，并且催化氧化法消除二噁英具有反应效率高、后期运行成本低、易于工程化等特点。但是目前催化氧化消除二噁英面临最大的问题是高性能催化剂的制备生产。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中缺少高性能二噁英分解催化剂的缺陷，提供一种高活性高稳定性的新型催化剂及其制备方法，用于垃圾焚烧二噁英的催化氧化降解，该催化剂能够高效的消除垃圾焚烧二噁英类污染物。

本发明中二噁英降解的新型催化剂，主要包括活性组分和催化剂载体两部分；活性组分为过渡金属氧化物V₂O₅，WO₃，Fe₂O₃，以质量计，V₂O₅含量为0.5-10％，WO₃含量为0.1-8％，Fe₂O₃含量为0.1-6％；催化剂载体由TiO₂和SiO₂组成，以质量计，TiO₂含量为50-95％，SiO₂含量为5-20％。

本发明二噁英降解的新型催化剂，由溶解到酸性溶液中的活性组分前驱体负载到载体表面后，经过老化、干燥、煅烧而成。

本发明二噁英降解的新型催化剂，所述酸性溶液是质量分数为10-20％的草酸溶液。

本发明二噁英降解的新型催化剂，所述V₂O₅前驱体包括偏钒酸铵、草酸氧钒、硫酸氧钒；WO₃前驱体包括偏钨酸铵、仲钨酸铵，Fe₂O₃前驱体包括硝酸铁，硫酸铁。

本发明二噁英降解的新型催化剂，其制备方法包括以下步骤：

(1)首先将V₂O₅前驱体溶解于一定量的草酸溶液中，并保持草酸与钒的摩尔比不小于2；

(2)在上述含有V₂O₅前驱体的草酸溶液中加入WO₃前驱体，在40-70℃下充分搅拌使其溶解；