[发明专利]一种烟气脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及到一种烟气脱硝催化剂及其制备方法，其特征在于该催化剂为由氧化铈和氧化铕组成的固体溶液；所述固体溶液中铈和铕元素的摩尔比为1∶10～10∶1，优选1∶4～4∶1。催化剂采用采用共沉淀和水热联合处理的方法制备。制备得到的催化剂具有大量有序介孔和大孔结构，NH₃‑SCR催化活性高，操作温度范围宽、耐水、耐硫性好，稳定性高。

技术领域

本发明涉及到环境催化技术领域，具体指一种烟气脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

目前，氮氧化物(NO_x)已成为大气污染中的主要污染物之一，它的存在会引起光化学烟雾、温室效应、酸雨等重大环境问题，对生态环境和人类健康造成了巨大的危害，如何有效去除NO_x已经成为环保领域的重要议题。燃煤烟气中NO_x的排放是大气中NO_x产生的一个主要来源，目前最为有效的方法是以NH₃为还原剂在催化剂的作用下选择性将其中的NO_x催化还原为无毒无害的N₂，即NH₃-SCR技术。

NH₃-SCR技术的核心是催化剂，目前工业上应用的NH₃-SCR催化剂体系是MO₃或WO₃改性的V₂O₅/TiO₂，该催化体系具有催化反应活性高、抗SO₂中毒性能强的优势，但是也存在一些缺陷，如反应温度高且操作窗口窄(350℃～400℃)、低温活性差、主要的活性组分V₂O₅具有生物毒性，在使用过程中发生脱落或高温升华进入环境具有很大的生物毒性。铈基氧化物具有良好的氧气储存性能和氧化还原性能，在NH₃-SCR反应过程中得到广泛的研究，但是单纯的CeO₂其反应活性不高，需要掺杂一定量的杂原子形成复合氧化物，通过其内部的协同效应提高其催化性能。中国专利201410668910.7公开了一种利用共沉淀的方法制备的以CeO₂和Ta₂O₅为活性组分的脱硝催化剂，该催化剂具有高活性、选择性、无毒性和水热稳定性的优点，但是其Ta₂O₅的前驱体TaCl₅极易发生水解，控制条件比较严格不易进行工业化放大，同时其抗水耐硫性能不理想。

因此，开发新型的具有高NH₃-SCR催化活性、较宽的操作温度窗口和高稳定性的非钒催化剂体系应用于烟气脱硝领域具有重要的现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种具有高NH₃-SCR催化活性、操作温度范围宽、抗毒性能好的高稳定性烟气脱硝催化剂。

本发明所要解决的另一个技术问题是针对现有技术的现状提供一种具有高NH₃-SCR催化活性、操作温度范围宽、抗毒性能好的高稳定性烟气脱硝催化剂的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该烟气脱硝催化剂，其特征在于该催化剂为由氧化铈和氧化铕组成的固体溶液；所述固体溶液中铈和铕元素的摩尔比为1∶10～10∶1；较好的，所述固体溶液中铈和铕元素的摩尔比为1∶4～4∶1。

上述烟气脱硝催化剂的制备方法，其特征在于包括下述步骤：

1)将铈盐、铕盐与模板剂溶于水，室温下以300～500rpm搅拌20min-60min，得到混合溶液；控制混合溶液中铈盐和铕盐的浓度之和为0.1mol/L-10.0mol/L；所述模板剂的加入量为铈盐和铕盐摩尔之和的5％～15％；

所述铈盐选自硝酸铈、硝酸铈铵和硫酸铈中的至少一种；