[发明专利]一种宽温度窗口脱硝催化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种宽温度窗口低毒脱硝催化剂的制备方法及催化应用。所属催化剂由CeO₂、ZrO₂和TiO₂三种组分以复合氧化物的形式构成；所述Ce:Zr:Ti摩尔比为0.1～0.5：1：1。本发明采用葡萄糖水热法合成的铈锆钛催化剂，巧妙运用了葡萄糖的多羟基螯合作用，形成配位键结合在铈锆钛颗粒周围，然后在高温条件下，包裹在催化剂周围的葡萄糖发生碳化烧失，使催化剂表面产生较多的氧空位和缺陷；本方法合成的CeO₂‑ZrO₂‑TiO₂催化剂在30000h^‑1的高空速和200℃～400℃宽温度内具有良好的催化还原NO_X性能，活性均在80％以上，280～340℃活性接近100％。说明该催化剂具有较宽的温度窗口和较广泛的适用性。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种宽温度窗口脱硝催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

氮氧化物(NOx)是导致大气污染的主要污染物，其中危害最为严重的是NO、NO₂和N₂O三种氮氧化物。氮氧化物会导致酸雨的发生，酸雨会引起生态树木及农作物的灼伤，降低产量，并且会腐蚀建筑物减少使用年限。此外氮氧化物还会引起光化学污染的发生，这会对人的身体健康产生巨大影响，比如NO的吸入会引起人体中毒，严重时会发生生命危险。

氨气选择性催化还原(NH₃-SCR)技术是处理氮氧化物危害的最有效方法，受到最广泛的应用。SCR催化技术的核心是脱销催化剂，现在市场上应用最广泛的脱硝催化剂为钒钨钛(V₂O₅-WO₃/TiO₂)催化剂。然而，钒钨钛催化剂不但存在温度窗口窄，环境适应性差等缺陷，而且废弃的钒钨钛催化剂对环境带来极大的危害。因此，国家对于钒钨钛催化剂的购买和使用进行了严格的规定，并且积极倡导研发和使用高效低毒的非钒钛催化剂。可见高效低毒宽温度窗口的催化剂具有广阔的市场应用前景。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种宽温度窗口脱硝催化剂的制备方法及其应用。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种宽温度窗口脱硝催化剂，所述脱硝催化剂由CeO₂、ZrO₂和TiO₂三种组分以复合氧化物形式构成；所述Ce:Zr:Ti摩尔比为0.1～0.5:1:1。

一种宽温度窗口脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将可溶性锆盐、可溶性钛盐和可溶性铈盐溶于去离子水中，得到溶液A；将葡萄糖溶于去离子水中，的到溶液B；将溶液A和溶液B搅拌混合均匀后的到溶液C

(2)将氨水溶液逐滴滴加到溶液C中，边滴加边搅拌，直至pH控制在10，得到混合乳浊液D；将混合乳浊液D转移至反应釜进行水热处理反应，反应结束后，冷却至室温；

(3)将沉淀物抽滤，取滤饼，将滤饼洗涤、烘干后，置于马弗炉中高温煅烧，煅烧结束冷却至室温后，将所得产物充分研磨，得到宽温度窗口脱硝催化剂。

上述方案中，步骤(1)中所述可溶性锆盐为Zr(NO₃)₄·5H₂O，可溶性钛盐为TiOSO_4，可溶性铈盐为Ce(NO₃)₃·6H₂O。

上述方案中，步骤(1)中所述溶液A的浓度为0.1～0.5mol/L。

上述方案中，步骤(1)中所为Ce、Zr和Ti的摩尔比0.1～0.5:1:1。