[发明专利]以泡沫钛为载体的板式脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种以泡沫钛为载体的板式脱硝催化剂的制备方法，以泡沫钛为基体，将泡沫钛预处理后在其表面及孔道内生成二氧化钛前驱体；然后高温煅烧得到泡沫钛‑二氧化钛；以泡沫钛‑二氧化钛为载体，通过自蔓延燃烧法负载活性组分氧化钒、氧化钨以及助催化剂氧化钕、氧化铈，得到用于板式脱硝催化剂。本发明的板式脱硝催化剂采用泡沫钛作为基材，泡沫钛基材具有密度小、孔隙率高等优点，可以克服传统板式催化剂活性物质容易脱落的问题。

技术领域

本发明涉及以泡沫钛为载体的板式脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

随着国家经济快速发展，我国以NOx为特征的区域性大气污染问题日益突出。氮氧化物是造成雾霾的重要原因，引起酸雨、光化学烟雾现象。目前脱除氮氧化物最成熟最有效技术就是SCR脱硝方法，核心就是催化剂。催化剂型式有蜂窝式、板式、波纹式。其中板式催化剂以其抗高尘、强度高等优点得到较广泛的应用。但是，传统的板式催化剂是以不锈钢网为基材，将活性物质涂覆在其上，活性物质容易脱落，制备过程复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以泡沫钛为载体的板式脱硝催化剂及其制备方法，采用泡沫钛作为基材，泡沫钛基材具有密度小、孔隙率高等优点，可以克服传统板式催化剂活性物质容易脱落的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种以泡沫钛为载体的板式脱硝催化剂的制备方法，以泡沫钛为基体，将泡沫钛预处理后在其表面及孔道内生成二氧化钛前驱体；然后高温煅烧得到泡沫钛-二氧化钛；以泡沫钛-二氧化钛为载体，通过自蔓延燃烧法负载活性组分氧化钒、氧化钨以及助催化剂氧化钕、氧化铈，得到用于板式脱硝催化剂。

优选的，所述以泡沫钛为载体的板式脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1）以板状多孔金属泡沫钛为基体，将基体放在0.03～0.05mol/l草酸溶液中超声5～10min，然后放入10%～20%稀硫酸溶液中反应45～90min，反应温度控制在70～90℃，反应所得产物用去离子水反复冲洗至中性，再于80～100℃干燥2～4h，在基体表面及孔道内产生二氧化钛前驱体，该二氧化钛前驱体为偏钛酸；

步骤1）的制备原理为：

Ti＋H₂SO₄＝TiSO₄＋H₂↑

TiSO₄+H₂O = TiOSO₄+H₂SO₄

TiOSO₄+2H₂O = H₂TiO₃↓+H₂SO₄

2）将步骤1）所得产物于300～500℃煅烧2～4h，得到泡沫钛-二氧化钛，以泡沫钛-二氧化钛为载体，将泡沫钛-二氧化钛浸渍在配有活性组分硝酸钒、钨酸铵的可溶性盐以及助催化剂氧化铈、氧化钕的可溶性盐的自蔓延燃烧剂甘氨酸溶液中超声30～60min，然后放入马弗炉中于200～300℃燃烧，保温2～3h，得到板式脱硝催化剂；

步骤2）的制备原理为：H₂TiO₃ = TiO₂+H₂O（高温煅烧分解）。

优选的，步骤1）中，板状多孔金属泡沫钛的长度为450～660mm,宽度456～459mm，厚度为0.8～1mm。

优选的，步骤2）中，自蔓延燃烧剂甘氨酸与可溶性盐的摩尔比为2～3:1。

优选的，步骤2）所得板式脱硝催化剂中，二氧化钛的含量为5～15%，活性组分氧化钒的含量为1.0～3.0%，活性组分氧化钨的含量为5～10%，助催化剂氧化钕、氧化铈的总含量为3～5%。