[发明专利]一种Pr掺杂TiO2为载体的低温SCR催化剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以Pr掺杂TiO₂为载体的SCR催化剂的制备方法，属于氧化物低温SCR催化剂技术领域。

背景技术

随着社会生产力的发展，能源消耗量日益增加，大气污染越来越严重，氮氧化物（包括N₂O，NO，NO₂，N₂O₃，N₂O₄，N₂O₅等,简称NOx）是主要的染源之一。NOx的排放源主要分为移动源（机动车尾气）和固定源（火力发电厂、工业燃烧）两种方式。中国环境规划院预测，2020年前后我国将成为世界第一大氮氧化物排放国。控制氮氧化物的排放是当前治理环境的重要问题。2010年，我国在“十二五”计划中明确提出控制氮氧化物排放的规划和要求，指出在“十二五”期间，我国的氮氧化物排放总量要减少10%以上。在众多氮氧化物排放控制技术里，脱硝效率最高、最常用的脱硝技术是选择性催化还原（SCR）技术。其原理是以NH₃为还原剂，在O₂存在下，将NOx还原为N₂和H₂O的过程。Liang Chen等(Liang Chen et al.,J.Phys.Chem.C,2009,113,21177-21184)将硝酸铈、偏钒酸铵、偏钨酸铵、草酸按一定比例加水溶解后，加入TiO₂超声浸渍2h，经烘干、焙烧得到V₂O₅-WO₃-CeO₂/TiO₂催化剂。加入Ce可提高催化剂的活性，促进NOx的吸附，使V_0.1W₆Ti催化剂上具有活性更强的酸性位，Ce，V，Ti之间的协同作用促进了SCR反应的进行。Marzia Casanova等(Marzia Casanova et al.,Catalysis Today,2012,227-236)采用浸渍法将稀土(Tb,Er,Dy,Sm,Gd,Ce,La,Nd,Pr)钒酸盐负载到TiO₂-WO₃-SiO₂载体上，其结果表明负载稀土钒酸盐的催化剂在700-750℃的热稳定剂性得到提高，并可抑制TiO₂晶型的改变，比表面积的流失。

目前商业最常用的低温SCR催化剂为V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂。加入稀土元素可以对低温SCR催化剂表面的酸碱性进行修饰和调节，提高催化剂的活性，拓宽催化活性温度窗口。

本发明描述的是一种可提高SCR催化剂低温活性的新型Pr掺杂的SCR催化剂。首先采用溶胶-凝胶法制备出Pr掺杂的Pr₆O₁₁-TiO₂载体，然后采用传统浸渍法负载活性组分制备出V₂O₅-MoO₃/Pr₆O₁₁-TiO₂催化剂，该专利中载体最佳的配比为2wt%～6wt%Pr₆O₁₁和94wt%～98wt%TiO₂。目前没有专利及文献表明将少量Pr掺入TiO₂晶格中，负载活性组分，测试其SCR活性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以Pr掺杂的TiO₂为载体的低温SCR催化剂的制备方法，成功将Pr掺入TiO₂的晶格中，提高了未掺杂催化剂的低温活性。

一种Pr掺杂的V₂O₅-MoO₃/Pr₆O₁₁-TiO₂低温SCR催化剂，其特征在于，是在Pr₆O₁₁-TiO₂载体上采用浸渍法负载V₂O₅或/和MoO₃，其中载体Pr₆O₁₁-TiO₂为少量Pr掺入TiO₂晶格中。