[发明专利]废旧SCR脱硝催化剂再生回收制备光催化剂的方法及光催化剂

说明书

本发明公开一种废旧SCR催化剂再生回收制备光催化剂的方法，是将废旧SCR催化剂进行吹灰除尘、水洗烘干处理后球磨至200目，通过控制草酸的浓度和酸浸时间将碱金属Na、K以及重金属V、Pb、Cd等元素等去除，保留TiO₂、WO₃、部分Fe₂O₃等光催化有效组分，再进行水热制备、煅烧处理后直接得到Fe₂O₃‑WO₃/TiO₂光催化剂。本发明中基于废旧SCR脱硝催化剂再生回收制备的光催化剂具有良好的废水有机物降解性能，且废旧SCR脱硝催化剂再生以及光催化剂的制备步骤简单，所产生的草酸酸液可回收利用，成本低廉，易于放大到工业生产级别。

技术领域

本发明涉及固废资源化应用技术领域，具体来说是一种废旧SCR脱硝催化剂再生回收制备光催化剂的方法及光催化剂。

背景技术

氮氧化物(NO_x)是大气中的主要污染物，我国氮氧化物排放量的七成来自于燃煤火力发电厂。选择性催化还原脱硝技术(SCR)，因其脱硝效率高达90％以上、技术成熟，普遍被我国燃煤电厂使用。目前使用的商业SCR脱硝催化剂以蜂窝式V₂O₅-WO₃-MoO₃/TiO₂为主。由于我国火电厂的SCR脱硝装置常采用高尘布置，导致催化剂因烧结、中毒、堵塞等而失效，催化剂更换速度很快，预计2020年后我国每年将产生废弃脱硝催化剂约27万立方。由于废SCR脱硝催化剂中含有大量有价金属(V、W、Mo)及杂质元素(Fe、Na等)，直接堆放处理污染环境，造成资源浪费。

光催化技术最初于1980年末开始首先应用于环境污染控制领域，与传统水处理技术中的污染物的分离、浓缩以及相转移等为主的物理方法相比，可以实现在光照条件下明显、节能、高效地对污染物进行降解。TiO₂，尤其是锐钛型TiO₂在紫外光的照射下能激发半导体内部的电子产生跃迁，生成电子和空穴对，产生超氧负离子和羟基自由基，能将绝大多数有机污染物降解并最终完全转化为无机小分子物质，从而消除污染。TiO₂常常通过与其他的金属氧化物复合改性，提高系统电荷分离效果以及扩展TiO₂光谱响应。常见的复合半导体材料主要有氧化物(如Fe₂O₃、Cu₂O、WO₃、ZnO、MoO₃)、硫化物(如CdS、PbS、Ag₂S、MoS₂、WS₂)和硒化物(如CdSe)等。通过半导体改性方法能显著提升光催化性能。

对废旧SCR脱硝催化剂进行再生、回收及利用，尤其是合理的将其中的组分变废为宝很有必要。而光催化剂中的TiO₂、WO₃、MoO₃、Fe₂O₃均是废旧SCR脱硝催化剂中的主要组分，将废SCR脱硝催化剂再生回收用于制备光催化剂很好的实现较高的资源利用率。