[发明专利]一步原位合成法制备二元脱硝抗硫催化剂负载滤料的方法

说明书

本发明提供一种一步原位合成法制备二元脱硝抗硫催化剂负载滤料的方法，以浓硝酸处理的聚苯硫醚滤料为催化剂载体，高锰酸钾和七水合三氯化铈为催化剂前驱体，以去离子水为溶剂，通过原位聚合法制得二元脱硝抗硫催化剂负载滤料。该负载滤料可同时作为除尘剂和脱硝抗硫剂应用，催化剂的负载量大于5mg/cm²时可获得较好的脱硝抗硫性能。

技术领域

本发明属于功能性复合滤料技术领域，特别涉及到一步原位合成法制备二元脱硝抗硫催化剂负载滤料的方法。

背景技术

大气中的NO_X以及工业排放的尾气中包括的固体颗粒物和有毒气体，不仅对环境产生了很大的影响，而且对于人们的日常生活，身体健康产生了不可恢复性的影响。各国相继颁布了法律法规，严格控制燃煤电厂氮氧化物的排放，火电厂大气污染物排放标准( GB13223-2011) 中规定， 氮氧化物的排放限值为100 mg /m³，所以尽可能的脱除尾气中的NO_x势在必行，研究工作大量进行，并且取得了很大的进展。

我国许多研究者报道了烟气多种污染物一体化控制技术目前，世界上研究开发的烟气净化一体化技术按脱除机理可分为两大类，即联合脱除技术( combined removaltechnology) 和同时脱除技术( simultaneous removal technology) 其中，联合脱除技术主要是指联合SCＲ/SNCＲ多脱技术，其建立在SCＲ /SNCＲ技术脱除NOx 的基础上，结合各种脱硫技术。SCR是脱氮效率最高、最为成熟的脱氮技术。SCR法是在特定催化剂作用下,用氨或其它还原剂选择性的将NOx 还原为N₂和H₂O的方法。由于其具有高效性和实用性,现已成为脱氮领域的研究热点。

聚苯硫醚（PPS）滤料是目前电厂燃煤锅炉和垃圾焚烧滤袋上的首选材料，因其具有耐高温、抗水解、高阻燃、耐酸碱的优异性能。然而，商用脱硝抗硫催化剂的温度窗口在300-400℃的高温区域，远高于聚苯硫醚滤料的使用温度（170℃左右）。另外，聚苯硫醚惰性的分子结构也使其表面很难固定住催化剂颗粒。因此，研究和开发低温高效的二元脱硝抗硫催化剂及其与滤料的复合技术成为的研究重点。

已商业化的钒钛体系催化剂起活温度高（>300℃），难以在烟气处理系统末端应用，且安装运行费用较高。因此，经济性高且适用于末端处理的低温SCR技术成为研究人员关注的热点。无载体MnO_x-CeO₂催化剂是目前此类报道中低温SCR活性最高的，温度在120℃时NOx可几乎完全转化为N₂，但还没有合适的技术将其成功的应用于滤料上。

发明内容

本发明的目的是要制备将高效的脱硝抗硫二元催化剂与聚苯硫醚（PPS）相结合的方法，通过原位聚合的方式，一步法生长到聚苯硫醚（PPS）表面，由于原位聚合的方法，使MnO_x-CeO₂催化剂在PPS表面负载均匀牢固。

本发明采用的技术方案是：

以浓硝酸处理的聚苯硫醚滤料为催化剂载体，高锰酸钾和七水合三氯化铈为催化剂前驱体，以去离子水为溶剂，通过原位聚合法制得二元脱硝抗硫催化剂负载滤料。

所述的滤料为聚苯硫醚针刺滤料，是以聚苯硫醚纤维为原料，经开松、复合混料、梳理、铺网、针刺、热定型和烧毛压光制备而成。

具体制备步骤如下：

（1）将聚苯硫醚（PPS）加入到30%的浓硝酸加入烧瓶中，并放入搅拌子，80℃加热搅拌1小时。然后用去离子水和乙醇清洗处理过后的PPS，洗至中性（PH=6~7），在真空干燥箱中100℃左右干燥1-2h，烘干备用。