[发明专利]一种凹凸棒石负载铈掺杂MnTiOX三元组分低温脱硝催化剂及制备方法

说明书

本发明属于烟气脱硝领域，尤其涉及一种凹凸棒石负载铈掺杂MnTiO_X三元组分低温脱硝催化剂及制备方法。本发明方法制备了一种椭圆状的MnTiO_X，其是尖晶石类MnTi₂O₄和Mn₃O₄复合氧化物，并将铈元素掺杂其中形成三元金属氧化物，负载于非金属粘土凹凸棒石表面。该催化剂以价格低廉的粘土类凹凸棒石作为载体，通过一步沉淀法负载Ce‑Mn‑Ti三元复合氧化物。本发明的制备工艺简单，经济实惠，无需任何模板，催化剂易于成型，增强了催化剂传递电子、离子贮氧气能力，有效降低了活性反应温度，大大改善了催化剂的热稳定性和使用寿命，提高了脱硝活性和抗硫性，并且活性窗口广。

技术领域

本发明属于烟气脱硝领域，尤其是一种凹凸棒石负载铈掺杂MnTiO_X三元组分低温脱硝催化剂及制备方法。

背景技术

目前,我国95％以上的火电厂是以燃煤为主,短期内难以改变。燃煤过程中排放的二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物和粉尘等占我国排放量居高不下，尤其氮氧化合物的排放严重危害人类健康，破坏生态环境，我国污染已相当严重,因此 NO_X的控制及治理应引起足够的重视。如今用于SCR反应的还原剂主要有氨(气态氨和尿素)、碳氢化合物和CO，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，借助催化剂效应，将有害的氮氧化合物还原成无害的氮气。

V₂O₅/TiO₂是目前国外工业上应用最广的烟气脱硝SCR催化剂，但此类催化剂的操作温度必须高于350℃,研究和开发具有低温(<150℃)活性的催化剂具有重要的经济和实际意义。近年，具有较好低温活性的锰基催化剂备受关注。但 MnO₂本身也有诸多缺陷，例如抗SO₂性能差，抗水性能差，活性窗口窄，催化剂高温下容易团聚等诸多问题。

负载型的脱硝催化剂载体不易成型，工艺制备复杂，比表面积小，活性组分在催化剂载体上不易固定，脱硝温度较高。

发明内容

本发明针对现有脱硝催化剂载体不易成型，工艺制备复杂，比表面积小，活性组分在催化剂载体上不易固定，脱硝温度较高，单纯MnO_X催化剂容易被SO₂毒化，活性窗口窄等诸多缺点。将对催化脱硝有不同活性的金属氧化物复合，使各个组分发挥其作用，提高抗硫性,形成固溶体，能够增加催化剂贮氧能力，其中尖晶石类具有独特的结构性质和表面特性，同时掺杂金属离子Ce后能够极大的提高催化性能以及抗硫性；制备成负载型催化剂能够减少催化剂团聚，提高NH₃吸附能力。

本发明提供了一种凹凸棒石负载铈掺杂MnTiO_X三元组分低温脱硝催化剂及制备方法。

本发明所采用的技术方案为：一种凹凸棒石负载铈掺杂MnTiO_X三元组分低温脱硝催化剂，以酸化后的凹凸棒石为载体，通过一步沉淀法将制得Mn-Ti-Ce 三元体相，然后同时均匀的负载在载体凹凸棒石上。该催化剂以凹凸棒石作为载体，以铈掺杂的MnTiO_X作为活性组分。

其中，Ce-MnTiOx的含量为凹凸棒石质量的15～35wt％，MnTiO_X与CeO₂的摩尔比为1：0.1～0.3，其余为凹凸棒石。

凹凸棒石负载铈掺杂MnTiO_X的三元组分低温脱硝催化剂，其具体制备工艺如下：