[发明专利]一种低温脱硝催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种低温脱硝催化剂，其特征在于：以蜂窝陶瓷为基体，在蜂窝陶瓷基体孔道表面首先浸渍涂覆Al₂O₃涂层，然后浸渍涂覆TiO₂-分子筛涂层，最后浸渍负载活性组分Mn、Ce、Cu和Sn；以蜂窝陶瓷基体质量为基准，所述Al₂O₃涂层所占比例为1wt%-10wt%，所述TiO₂-分子筛涂层所占比例为1wt%-10wt%，其中TiO₂与分子筛的质量比为10:1-1:1；所述活性组分Mn所占比例为1wt%-10wt%，Cu所占比例为0.5wt%-5wt%，Sn所占比例为0.1wt%-1wt%，Ce所占比例为1wt%-10wt%。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：在浸渍活性组分中掺杂一定量的SO₄^2-，使得催化剂中SO₄^2-所占比例为0.5wt%-2wt%。

3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述蜂窝陶瓷基体为堇青石蜂窝陶瓷基体，涂层中所用的Al₂O₃为γ- Al₂O₃，分子筛为HZSM-5分子筛。

4.一种权利要求1所述低温脱硝催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）Al₂O₃溶胶的制备：将拟薄水铝石加入到去离子水中，在搅拌的同时滴加浓硝酸；搅拌一定时间后，加热至50-90℃，滴加硝酸至完全胶溶，控制溶液pH值为2-5，陈化12-48小时，得到透明铝溶胶；

（2）Al₂O₃涂层的制备：将蜂窝陶瓷基体浸入Al₂O₃溶胶中浸渍3-10分钟，取出后，用压缩空气吹去孔道内残液，干燥、焙烧后得到涂有Al₂O₃涂层的载体；

（3）TiO₂-分子筛复合浆液的制备：将锐钛矿结构的TiO₂粉末和分子筛、尿素混合，加入Al₂O₃溶胶、去离子水，并用硝酸溶液调节pH到1-5，强力搅拌，陈化6-24小时即得到TiO₂-分子筛复合浆液；

（4）TiO₂-分子筛复合涂层的制备：将涂有Al₂O₃涂层的载体浸入制备好的TiO₂-分子筛复合浆液中，浸渍3-10分钟，取出后，用压缩空气吹去孔道内残液，干燥、焙烧后得到涂覆有TiO₂-分子筛复合涂层的载体；

（5）负载活性组分：将涂覆有Al₂O₃涂层和TiO₂-分子筛涂层的蜂窝陶瓷载体浸渍在含有硝酸锰、硝酸铈、硝酸铜、硝酸锡的活性组分溶液中，浸渍一段时间后取出，用压缩空气吹去残液，经干燥、焙烧后即得低温脱硝催化剂。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的拟薄水铝石和去离子水的质量比为1:2-1:10，浓硝酸与拟薄水铝石的质量比为1:5-3:5。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤（3）所述TiO₂粉末与分子筛的质量比为10:1-1:1，TiO₂粉末与尿素的质量比为10:1-5:1，TiO₂粉末与Al₂O₃溶胶的质量比为10:1-2:1，TiO₂粉末与去离子水的质量比为1:2-1:10。

7.根据权利要求4或6所述的方法，其特征在于：步骤（3）所述的分子筛为HZSM-5分子筛，其制备方法如下：将ZSM-5分子筛和0.3mol/L的HCl置于烧瓶中，在90℃下交换4h，抽滤后于110 ℃干燥4h，再于550℃煅烧4h。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤（3）所述硝酸溶液的浓度为0.5-5.0mol/L。