[发明专利]脱硝催化剂及其制备方法以及脱硝方法

说明书

本发明是关于一种脱硝催化剂及其制备方法以及脱硝方法，该脱硝催化剂的制备方法包括：将MIL‑125(Ti)粉末进行焙烧，得到MOFs衍生物多孔纳米TiOsubgt;2/subgt;；将钒盐及锡盐依次溶于去离子水中，搅拌至溶解，得到金属前驱体溶液；将得到的MOFs衍生物多孔纳米TiOsubgt;2/subgt;加入得到的金属前驱体溶液中，浸渍，烘干，焙烧，即得所述脱硝催化剂。本发明制得的脱硝催化剂具有许多优良的特性，如呈无定形态，比表面积大(120～150msupgt;2/supgt;·gsupgt;‑1/supgt;)，保持着较为规整的球状晶体形貌，有利于活性组分在其表面的分散，对催化剂的低温脱硝性能具有促进作用。

技术领域

本发明涉及一种脱硝技术领域，特别是涉及一种脱硝催化剂及其制备方法以及脱硝方法。

背景技术

氮氧化物(NOx)是主要的大气污染源之一，它不仅会造成光化学烟雾、酸雨、臭氧层破坏及温室效应等环境问题，并且对人类健康也会产生较大的危害。因此，氮氧化物的减排及治理已成为现阶段环境保护的重要课题。选择性催化还原(Selective CatalyticReduction,SCR)技术是以NH3为还原剂，在脱硝催化剂的作用下，选择性的将NOx还原成N2和H2O的技术。相比于选择性非催化还原(SNCR)技术，其具有较低的氨逃逸率，较高的脱硝活性(80％以上)，广泛应用于固定源氮氧化物的脱除，如燃煤电厂、工业窑炉等。其中，SCR催化剂占运行成本的40～60％，是该项技术的关键材料。

目前应用最广泛的是钒钨钛系催化剂。但部分行业烟气环境恶劣，含有较高浓度的粉尘，这些物质不仅会造成催化剂的磨损、堵塞，而且会使得催化剂碱金属中毒失活，降低催化剂的使用寿命。因此，十分有必要提高催化剂的抗碱金属性能。

为此，国内外的科研工作者进行了一系列研究。催化剂主要由活性组分、助剂和载体组成，其中载体占催化剂总重量80％～90％以上。实践表明，载体除了降低成本，作为活性组分的骨架，起分散活性组分并增加催化剂强度的作用外，对催化剂的性能也会产生十分重要的影响。TiO₂可以与活性组分金属元素产生“强相互作用”，是目前常用的SCR脱硝催化剂载体，但多孔二氧化钛材料存在着比表面积小、稳定性差和结晶度低等缺陷。金属有机骨架材料(MOFs)包括有机连接和金属氧化簇，具有独特的晶体结构和可调控化学性质、较大的比表面积，高孔隙体积和多样的拓扑结构，在催化领域具有巨大的应用潜力。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种脱硝催化剂及其制备方法以及脱硝方法，所要解决的问题是使其在低温条件下具有很好的脱硝效率，而且对碱金属具有很强的抗中毒能力。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种脱硝催化剂的制备方法，其包括以下步骤：

S1将MIL-125(Ti)粉末进行焙烧，得到MOFs衍生物多孔纳米TiO₂；

S2将钒盐及锡盐依次溶于去离子水中，搅拌至溶解，得到金属前驱体溶液；

S3将步骤S1得到的MOFs衍生物多孔纳米TiO₂加入步骤S2得到的金属前驱体溶液中，浸渍，烘干，焙烧，即得所述脱硝催化剂。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的脱硝催化剂的制备方法，步骤S1中，其中所述MIL-125(Ti)粉末通过以下步骤制得：

(1)将N,N-二甲基甲酰胺、对苯二甲酸和无水甲醇超声混合均匀，得到透明的混合溶液；

(2)将钛酸四丁酯添加到步骤(1)得到的混合溶液中，继续超声搅拌，反应；

(3)反应完成后自然降温至室温，将所得到的混合溶液抽滤，分别用DMF和甲醇洗涤，抽滤，干燥，得到所述MIL-125(Ti)粉末。