[发明专利]一种具有良好抗水性的低温NOx吸附催化剂以及制备方法

说明书

本发明提供了一种具有良好抗水性的低温NOx吸附催化剂以及制备方法，属于材料制备、环境净化和烟气处理技术领域。该制备方法包括以下步骤：采用两步水热合成法制备催化剂，采用ZrO₂作为载体，采用铈盐和铁、锰、镧盐中的一种、两种或者三种的混合作为氧化组分，将NO氧化为NO₂，并将铜盐、钴盐或者混合作为催化组分，再经焙烧得到，实现催化剂在有水蒸气存在的条件下对低温吸附烟气中NOx的吸附，在燃煤电站，钢铁厂及硝酸厂等尾气NOx净化方面具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于吸附催化剂技术领域，具体涉及具有良好抗水性的低温NOx吸附催化剂以及制备方法。

背景技术

随着我国经济的发展，国民生活要求的提高，环境污染带来的压力日益加大，氮氧化物作为当前大气污染的主要污染物之一，其治理水平与我国大气环境优劣息息相关。燃煤电站作为氮氧化物集中排放的主要污染来源，其排放的烟气中氮氧化物减排成为当今治理的重要目标，烟气脱硝也成为燃煤电站必备的环保设施，该设施通常采用NH₃-SCR(氨法选择性催化还原法)脱硝技术进行脱硝，其原理是NH₃或者尿素作为还原剂，在催化剂的作用下将NO_x还原为N₂，达到去除氮氧化物的目的。目前工业燃煤电站所采用的NH₃-SCR催化剂一般V-W-Ti系催化剂，但该催化剂最佳反应温度需要在300℃以上。而对于低温烟气的处理目前并没有较为成熟的技术。

NOx吸附法作为极具发展潜力的技术，在制备硝酸尾气处理中得到广泛的应用，低温烟气应用最多的是活性焦/活性炭法，该方法采用活性焦/活性炭作为吸附剂，通过吸附烟气中的NOx达到脱除烟气中NOx的目的；然而，燃煤燃气中NOx主要以NO的形式存在，NO难以吸附的特点导致该方法脱硝效率较低，研究发现活性焦/活性炭通过负载金属氧化物可提高NO向NO₂的效率，然而负载金属氧化物后活性焦/活性炭热稳定性变差，炭损失变大，而且烟气中H₂O的存在严重抑制NOx的吸附；更为重要的是，烟气中一般含有10％左右的水蒸气，H₂O与NOx存在竞争性吸附进一步降低脱硝效率。中国专利CN102000547A公开一种氯化亚铜改性蜂窝活性炭的吸附材料，该专利在处理无水NO_x时具有较高的效率，但专利没有提及存在H₂O时NO_x吸附效率，中国专利CN103736458A公布了一种在室温下有较高NOx吸附效率的活性炭-稀土基复合材料，但该专利所述吸附剂应用在室内处理等低NOx浓度，低温度，低H₂O含量的条件下。因此针对低温烟气常规吸附剂/催化剂脱硝效率较低的缺点，特别是含有大量水蒸气的气氛中，难以满足NOx排放法规的需要，迫切需要开发一种具有良好抗水性的低温NOx吸附催化剂。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种具有良好抗水性的低温NOx吸附催化剂，该催化剂具有良好的抗水性，解决现有的材料在含水蒸汽条件下NOx吸附效率较低的缺点。

本发明的另一个目的是提供一种具有良好抗水性的低温NOx吸附催化剂的制备方法，为处理固定源低温烟气中NOx提供一种新的技术方案。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种具有良好抗水性的低温NOx吸附催化剂是由二氧化锆载体、氧化组分和催化组分组成。组成中氧化成分5-40％，催化组分1-10％，其余为ZrO₂载体。

优选的，所述氧化组分为铈盐和铁盐的组合，或，铈盐和锰盐的组合，或，铈盐和镧盐的组合，或，铈盐、铁盐和锰盐的组合，或，铈盐、铁盐和镧盐的组合，或，铈盐、锰盐和镧盐的组合，或，铈盐、铁盐、锰盐和镧盐的组合。

进一步优选的，所述铁盐、锰盐、镧盐三种盐进行复合(两种或者三种)组成时，铁盐、锰盐、镧盐三种盐的摩尔比例为7：3-3.5：6.5。