[发明专利]一种海带状Mn-Fe双金属氧化物负载CeO2

说明书

本发明属于烟气脱硝领域，尤其涉及一种海带状Mn‑Fe双金属氧化物负载CeO₂低温烟气脱硝催化剂。本发明针对现有负载型脱硝催化剂选择性低，专一性差，不均匀，稳定性不好，效率不高，活性组分在催化剂载体上不易固定，在烟气管道实际使用中催化剂活性窗口窄，以及容易被SO₂毒化等诸多问题，提供了一种海带状双金属氧化物Mn‑Fe负载CeO₂低温烟气脱硝催化剂的制备方法。通过水热‑煅烧法制备具有褶皱海带状的Mn‑Fe双金属氧化物作为载体，同时Mn‑Fe双金属物也可以作为低温活性组分，负载CeO₂颗粒提高抗硫性，是一种极具应用前景的环境友好型的NH₃‑SCR脱硝催化剂。

技术领域

本发明属于烟气脱硝领域，尤其涉及一种海带状Mn-Fe双金属氧化物负载 CeO₂低温烟气脱硝催化剂。

背景技术

随着全球汽车数量的剧增以及化石能源的燃烧，NO_x(NO/N₂O/NO₂)的排放量逐年增加。造成酸雨，化学烟雾等诸多环境问题，对人们的生活环境造成极大污染。因此用化学方法处理环境中排放的NO_x(NO/N₂O/NO₂)，使其变成无毒的N₂变的非常重要。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。目前电厂应用最多的脱硝催化剂是V-W-Ti一系列催化剂，其优点是活性高、抗硫性能好，但它们的脱硝活性温度窗口为300-400℃,而且由于其低温脱硝效率较低,且经过脱硝后的逃逸量大,很难满足国家排放标准要求。

Mn元素因具有+2、+4、+6、+7等多种价态，且价态之间转变所需要的活化能较低，因此在低温下具有优异的脱硝性能，因此是公认的低温脱硝催化剂活性组分，但MnO₂本身也有诸多缺陷，例如抗SO₂性能差，抗水性能差，催化剂高温下容易团聚等诸多问题，因此改变MnO₂的缺陷成为近几年脱硝领域的研究重点，主要以Fe、V、Cr等金属氧化物进行掺杂或复合提升MnO₂的表面酸性或比表面积，降低SO₂对MnO₂的毒化作用。但活性组分主要以颗粒状为主，比表面积较小，且高温下或在水蒸气存在下容易发生团聚，造成活性的下降。

中国专利申请号为CN201510407537.4发明专利公开了一种抗SO₂和H₂O中毒的低温脱硝催化剂及其制备方法。该专利催化剂的制备选择蜂窝陶瓷基体，首先浸渍TiO₂-分子筛复合溶胶涂覆TiO₂-分子筛涂层，最后浸渍负载活性组分Mn、 Fe、Ce和Sn。该方法虽然获得了较好的脱硝性能和抗硫性能。但该方法仍有下述不足：(1)通过浸渍工艺将Mn-Fe-Ce-Sn活性组分负载载体，容易引起严重的团聚，且分布可能会不均匀，(2)以蜂窝陶瓷基体作为催化剂载体，其本身不具有催化活性，浪费材料。

发明内容

本发明针对现有负载型脱硝催化剂选择性低，专一性差，不均匀，稳定性不好，效率不高，活性组分在催化剂载体上不易固定，在烟气管道实际使用中催化剂活性窗口窄，低温活性及抗SO₂性能差等缺点，提供了一种水热-煅烧法制备海带状Mn-Fe双金属氧化物负载CeO₂低温烟气脱硝催化剂的制备方法。本发明制备催化剂的条件简单，制得的催化剂活性高，活性温度范围宽，抗H₂O抗 SO₂性能优越，在实际使用中不易堵塞。此外，本发明制备的海带状双金属氧化物兼顾具有催化剂活性性能和载体特征，节约催化剂成本。