[发明专利]一种钒掺杂OMS-2负载TiO2

说明书

本发明公开了一种钒掺杂OMS‑2负载TiO₂材料及其制备方法和应用，是将二氧化钛、钒源、高锰酸钾、锰源分散或溶解至去离子水中，通过水热法形成产物V‑OMS‑2@TiO₂。本发明的OMS‑2负载TiO₂催化剂能够在低温下催化烟气中的一氧化氮与一氧化碳两种有毒气体反应生成氮气和二氧化碳两种无毒气体，从而达到低温脱硝、以废治废的目的，在150℃能达到80％以上的脱硝率，在300℃能达到90％以上的脱硝率，并且得到的催化剂材料具有抗二氧化硫性能，在SO₂存在情况下，150℃下能维持62.3％的脱硝率，300℃下能维持87.8％的脱硝率。

技术领域

本发明属于脱硝催化材料技术领域，涉及一种CO还原低温脱硝催化剂V-OMS-2(x)@TiO₂材料及其制备方法和应用。

背景技术

氮氧化物(NO_x)的主要来源是工业废气和汽车尾气，以及燃烧煤、柴油和汽油。V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂三元催化剂体系在高温300-400℃下可以高效脱除氮氧化物，并已在商业上广泛应用。然而，该催化剂低温(300℃)活性差，操作温度窗口窄，活性组分有毒，容易产生N₂O等问题限制了其进一步应用。因此，寻找一种新型的具有高脱氮活性的低温催化剂成为人们研究的热点。

目前应用最广泛的脱硝技术是NH₃选择性催化还原(NH₃-SCR)，但存在低温活性差、活性温度窗口窄等问题。作为替代方案，研究表明一氧化碳SCR(CO-SCR)基催化剂可能具有活化温度范围低、催化性能优异以及抗硫和抗水性能好等优点。因此，寻找符合这些特性的CO-SCR催化剂已成为脱硝领域的重要课题。

氧化锰八面体分子筛(OMS-2)是一类类似于多孔沸石型分子筛的新型材料,具有丰富孔隙的一维隧道结构、混合价Mn、良好的离子交换能力和高晶格氧迁移率等特别的物理化学性质。各种金属阳离子可以掺杂到隧道或OMS-2的骨架中，从而调整其物理化学性质以提高其催化活性，本发明通过水热法，将钒元素掺入OMS-2中进行改性并将OMS-2负载至具有高比表面积的TiO₂上，获得了具有低温脱硝活性和抗硫性能的V-OMS-2(x)@TiO₂材料。

V-OMS-2可高分散在TiO₂氧化物表面，V与Mn的混合物可抑制锐钛矿相的二氧化钛发生相变从而保证催化剂具有较高的比表面积及热稳定性。

OMS-2在催化领域有多方面的应用，本发明开发了V-OMS-2(x)@TiO₂材料并将其运用在CO-SCR脱硝领域，提高了OMS-2的低温CO-SCR活性及其抗硫能力，达到了去除NO、CO有毒气体，以废治废的目的。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种CO-SCR技术下的V-OMS-2(x)@TiO₂材料及其制备方法和应用，为CO-SCR催化提供了新的途径和选择，实现了资源最大限度的利用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种钒掺杂OMS-2负载TiO₂材料，将钒掺杂的OMS-2负载至TiO₂上得到V-OMS-2(x)@TiO₂，x代表OMS-2中Mn与TiO₂中Ti的摩尔比，x＝0.1～0.7；优选0.5～0.7，进一步优选0.7。

所述的钒掺杂OMS-2负载TiO₂材料，钒掺杂的OMS-2是指V取代OMS-2中的K位得到V-OMS-2。