[发明专利]一种抗多重中毒的氨选择性催化还原氮氧化物的复合催化剂、其制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种具有良好抗多重中毒性能的低温氨选择性催化还原氮氧化物(NH₃‑SCR)催化剂的新型制备方法及其应用，属于烟气脱硝催化技术领域。该催化剂组成为xM‑N，其中x为过渡金属硫酸盐与可还原金属氧化物的摩尔百分比，M为过渡金属硫酸盐组分，N为可还原性金属氧化物，所述摩尔百比x的取值范围为1～20.0％，过渡金属硫酸盐与可还原性金属氧化物复合，在相互作用的界面上产生活性位点。通过调控耦合催化剂的结构状态，实现体系酸性与氧化还原性的平衡，得到具有良好脱硝性能和抗多重中毒性能的NH₃‑SCR催化剂。本发明利用简单的制备方法，制备出具有优异NH₃‑SCR活性、良好抗多重中毒性能的催化剂，可大范围应用于选择性催化还原氮氧化物领域，具有良好抗多重中毒性能。

技术领域

本发明涉及大气污染控制技术领域，主要应用于烟气中氮氧化物的治理及氨选择性催化还原技术领域，具体涉及一种抗多重中毒的新型氨选择性催化还原(NH₃-SCR)复合催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

随着人口的爆炸性增长，经济社会不断发展，工农业生产生活活动不断加强，环境污染问题也日趋严重。在众多污染物中，氮氧化物是造成大气污染的重要污染源之一，它可引起雾霾、酸雨、臭氧空洞和光化学烟雾等各种重大污染现象，严重影响了人类身体健康和生态系统的平衡稳定。为了控制氮氧化物的排放，我国近年来也出台了多项相关法律法规加以限制。目前，去除氮氧化物的方法主要有选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)、吸附法和等离子体法等等。其中，氨选择性催化还原法是目前应用最广泛、脱除氮氧化物最有效的固定源烟气脱硝技术，商用NH₃-SCR催化剂V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂在300～400℃的温度范围内保持几近100％的转化率，但在脱硝实际应用中仍存在生物毒性高、中毒失活严重等问题(Aegers,N.；Lai,J.；He,Y.；Walter,E.；Dixon,D.；Vasiliu,M.；Chen,Y.；Wang,C.；Hu,M.；Mueller,K.J.A.C.Angew.Chem.,Int.Ed.2019,58,12717)。

在现有的氮氧化物排放控制技术中，NH₃-SCR技术生成环境友好的氮气和水，是已取得明显效果的氮氧化物净化技术，并获得了广泛的应用。其中催化剂是该技术的核心。商业上广泛使用的负载型V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂(V-W(Mo)-Ti)催化剂在300～400℃具有近90％的氮氧化物转化效率，并具有一定的抗水、抗二氧化硫中毒的能力，但是其抗碱金属和重金属多重中毒能力较差，且在较高温度下其N₂选择性显著下降(Li,S.；Huang,W.；Xu,H.；Chen,T.；Ke,Y.；Qu,Z.；Yan,N.Appl.Catal.,B 2020,270,118872)。因此，为了进一步实现非电行业的氮氧化物减排，迫切需要开发新型的抗多重中毒氮氧化物净化催化剂。