[发明专利]具有晶面效应的低温SCR脱硝催化剂的制备方法及应用

权利要求书

1.一种具有晶面效应的低温SCR脱硝催化剂，其特征在于，所述催化剂的载体为优先暴露{001}晶面的锐钛矿TiO₂{001}，活性组分为Mn₂O₃、MnO₂和Sm₂O₃；催化剂中Mn/(Mn+Ti)的摩尔百分比为25％～35％，Sm/(Sm+Mn)的摩尔百分比为5％～15％，Mn³⁺/Mn⁴⁺比例为90％～120％；显著提高了催化剂的低温NH₃选择催化还原NO的活性，同时保持较高的稳定性和抗水性，其综合性能较好；低温SCR脱硝催化剂的制备方法包括以下步骤：

(1)优先暴露{001}晶面的锐钛矿TiO₂{001}载体的合成：将20mL钛酸丁酯加入12mL的24wt％的HF水溶液中充分搅拌后置于180～220℃烘箱中反应16～32h；反应结束后，用去离子水及无水乙醇交替洗涤反应产物至中性；然后将沉淀物在60～100℃干燥8～24h，再于400～600℃空气气氛下焙烧1～2h，得到优先暴露{001}晶面的锐钛矿TiO₂{001}载体；

(2)活性组分的负载：将Mn(NO₃)₂及Sm(NO₃)₃·6H₂O溶于去离子水，搅拌均匀，获得混合溶液A；将步骤(1)制备所得TiO₂{001}载体分散于去离子水中，获得悬浮液B；向所述悬浮液B中加入所述混合溶液A，加热搅拌，获得中间产物并进行干燥、焙烧，得到所述低温SCR脱硝催化剂；所述焙烧温度为350～400℃，焙烧时间为2～4h；

利用固定床微型SCR反应装置对催化剂进行SCR性能评价，催化反应温度控制在80～280℃范围，空速控制在40000～60000h^-1，O₂含量控制在为2～3vol.％，在120℃时NO转化率均能达到95％以上；在240℃连续反应24h催化剂的NO转化率均在95.7％以上；在通入2.5vol.％H₂O、50000h^-1空速条件下的脱硝活性较高，在120℃时NO转化率均超过70％，具有良好的抗水性。

2.根据权利要求1所述的具有晶面效应的低温SCR脱硝催化剂，其特征在于，加入混合溶液A搅拌时间为0.5～2h，所述加热搅拌温度为75～85℃，加热时间为2～4h。

3.根据权利要求1所述的具有晶面效应的低温SCR脱硝催化剂，其特征在于，所述中间产物干燥温度为80～120℃，干燥时间为12～24h。

4.一种权利要求1所述的催化剂的应用，该催化剂用在烟气脱硝中。