[发明专利]一种MnO2

说明书

本发明公开一种MnO₂/CoAl‑LDO低温烟气脱硝催化剂的制备方法及应用。以九水合硝酸钴、九水合硝酸铝为原料，以六次甲基四胺(HMT)为沉淀剂，经配制溶液、水热处理、抽滤、洗涤、干燥，制得硝酸根插层的CoAl类水滑石前驱体(CoAl‑NO₃‑LDH)；然后以高锰酸根为目标阴离子及氧化剂，经离子交换与氧化还原反应、抽滤、洗涤、干燥，制得MnO₂插层CoAl类水滑石(CoAl‑MnO₂‑LDH)；最后焙烧得MnO₂/CoAl‑LDO低温烟气脱硝催化剂。催化剂应用于低温(90~300℃)氨选择性催化还原(NH₃‑SCR)脱硝反应中表现出良好的催化活性，高的N₂选择性以及较好的的抗水抗硫性能。

技术领域

本发明属于气体净化脱硝催化剂制备领域，具体涉及到一种MnO₂/CoAl-LDO低温烟气脱硝催化剂的制备方法及应用。

背景技术

氮氧化物(NO_x)作为大气中主要污染物，严重影响着生态环境并危害着人体健康。随着大众环保意识的增强以及法规政策的严格收紧，氮氧化物的高效脱除与减排成为相关工业生产单元面临的严峻形势。氨选择性催化还原技术(NH₃-SCR)因反应条件易于控制而成为当前国内外流行且效率较高的一种脱硝技术，且已被广泛用于生产实践。目前，该应用领域比较成熟的是V-W-Ti体系及其改性催化剂，然其发挥优异催化性能的工作窗口温度偏高(300～400 ℃)，不能很好满足低温宽工作温度窗口等工况的需要，因此，研制开发与实际工况相匹配的新型无钒、低温高效、性能稳定的环境友好型催化剂成为该技术研究领域的一大热点。

锰基催化剂因其卓越的低温活性和优秀的氧化还原能力而受到广泛关注。但是锰基催化剂对SO₂特别敏感而引起催化剂失活，常通过掺杂过渡金属元素来改善锰基催化剂的这一性能。过渡金属元素钴存在丰富多变的价态，将其与锰掺杂后因电子传递效应的强化会明显提高NH₃-SCR催化性能，同时其还兼具很好的抗水抗硫性能。氧化铝因具有良好的热稳定性、酸性位点而常被用作催化剂载体，故而借助有效方式实现Co、Mn、Al的有效组装提高催化剂的低温脱硝性能，改善催化剂的抗H₂O、SO₂中毒性能意义重大。

类水滑石（Layered Double Hydroxides，简称LDHs）是一种层状复合金属氢氧化物，具有层板阳离子可控性、层间阴离子可交换性等特性。且其经一定温度焙烧所形成的复合金属氧化物（LDO）具有比表面积较大、活性中心均匀分散、热稳定性良好等特点。

发明内容

本发明提供了一种MnO₂/CoAl-LDO低温烟气脱硝催化剂的制备方法及应用。

本发明以CoAl-NO₃-LDH为研究基础，基于层间阴离子可交换性与Co(Ⅱ)与Mn(Ⅶ)易发生氧化还原反应的特性，将活性中心Mn顺利地引入水滑石的层板与层间，完成Co、Mn、Al的有效组装，实现MnO₂插层CoAl类水滑石（CoAl-MnO₂-LDH）的制备，后经焙烧CoAl-MnO₂-LDH而制备性能优异的MnO₂/CoAl-LDO脱硝催化剂。具体以协同发挥Co，Mn、Al优势为切入点，借助硝酸根插层的CoAl类水滑石结构有效组装Co、Mn、Al，通过调变Co、Mn比例优化焙烧所得复合金属氧化物催化剂的氧化还原性和酸碱性制备一种低温活性高、N₂选择性高、抗水抗硫性能强的MnO₂/CoAl-LDO脱硝催化剂。