[发明专利]一种凹凸棒石负载CoTiO3-CeO2异质结SCR低温脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明属于烟气脱硝领域，特别涉及一种凹凸棒石负载CoTiO₃‑CeO₂异质结SCR低温脱硝催化剂及其制备方法。使用非金属粘土矿为载体，同时负载的活性金属为廉价无毒且具有高活性的CeO₂和CoTiO₃，两种半导体形成异质节结构，在光的辅助下产生空穴和电子对，增强氧化还原能力，有效降低反应温度，形成脱硝性能高、抗SO₂性能优异、反应条件温和、能耗低、二次污染少的脱硝催化剂。

技术领域

本发明属于烟气脱硝领域，特别涉及一种凹凸棒石负载CoTiO₃-CeO₂异质结SCR低温脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

NO_x的排放给人类生产生活以及自然环境带来极大的危害，在人体健康方面、生态环境方面乃至全球性的污染问题方面，控制NO_x的生成和排放是十分重要的问题。

选择性催化还原法(selective catalytic reduction,SCR)是当今国际上应用最为广泛的烟气脱硝技术，该方法采用NH₃作为还原剂，将NOx还原成N₂。目前，钒钨铁系列催化剂常被用作燃煤火电厂脱硝催化剂，但其脱硝温度较高，因此只能将装置布置于省煤器和空气预热器之间，但此处烟气中存在大量飞灰，飞灰中含有碱金属，砷和束等物质，会侵蚀和毒化催化剂，导致催化剂失活，降低其使用寿命。

Photo-SCR是近几年在SCR基础上选择具有可见光或紫外光响应信号的物质如(TiO₂、钙钛矿、WO₃等)在光照条件下激发其光生电子，促进N₂的生成，使催化剂在较低温度下达到较高的脱硝能力，但也同时具有低温下催化剂抗SO₂性能差，可见光条件下低温活性不足等缺点。因此开发一种有无毒、低温抗H₂O和SO₂毒化能力强、可见光条件下活性优越且无污染的脱硝催化剂显得十分必要。

发明内容

本发明针对现有烟气脱硝催化剂存在价格昂贵、活性区间窄、抗SO₂性能弱、反应条件强烈、能耗高、二次污染多等诸多问题，提供了一种凹凸棒石负载CoTiO₃-CeO₂异质结SCR 低温脱硝催化剂，以凹凸棒石为载体，负载的活性组分为CeO₂和钙钛矿型CoTiO₃，通过光辅助提高氧化还原能力，

催化剂中CoTiO₃的质量含量为10wt％～40wt％，CoTiO₃与CeO₂的摩尔比为1：0.1～0.4，其余为凹凸棒石，

本发明使用的载体为非金属粘土矿，在我国储量丰富，同时负载的活性金属为廉价无毒且具有高活性的CeO₂和CoTiO₃，两种半导体形成异质节结构，在光的辅助下产生空穴和电子对，增强氧化还原能力，有效降低反应温度，形成脱硝性能高、抗SO₂性能优异、反应条件温和、能耗低、二次污染少的脱硝催化剂。

本发明还提供了一种上述凹凸棒石负载CoTiO₃-CeO₂异质结SCR低温脱硝催化剂的制备方法，

(1)将凹凸棒石充分分散于乙醇中，制得浓度为5g/100mL的分散液，向该分散液中加入Ce(NO₃)₃·6H₂O溶液，室温(25℃，下同)下充分搅拌得到混合浆料；搅拌完成后用氨水调节该混合浆料的pH＝7～8，继续搅拌1h后，抽滤并用去离子水洗涤滤饼至中性，80℃烘干，即得CeO₂/ATP；