[发明专利]一种以磷钨钒杂多酸为前驱体的脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种以磷钨钒杂多酸为前驱体的脱硝催化剂及其制备方法和应用，属于环境催化和大气污染控制技术领域。该复合氧化物催化剂采用乙醚萃取法与浸渍法制备，其特点是磷钨钒三组分间的协同效应使其具有脱硝性能好、温度窗口宽、氮气选择性好等优点。本发明所制备的复合氧化物催化剂，在250～500℃的温度范围内，空速为80000h^‑1时，氮氧化物脱除效率能够达到90％以上，催化活性有较大提升，具有相当大的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种以磷钨钒杂多酸为前驱体的脱硝催化剂及其制备方法，属于脱硝催化剂技术领域。

背景技术

氮氧化物(NOx)属于危害极大又较难治理的大气污染物，不仅可以诱发酸雨，引起臭氧层空洞，还会导致对流层和平流层光化学烟雾的发生，并且人体健康造成极大危害。其排放控制已成为环境催化和大气控制领域中的研究热点。氨气选择性催化还原(Selectivecatalytic reduction,SCR)氮氧化物是目前应用最为广泛的氮氧化物脱除技术，SCR技术的关键是高效稳定的催化剂。目前，工业上应用较为成熟的NH3-SCR催化剂是V2O5/TiO2或者在V2O5/TiO2基础上进行改性的催化剂，尽管V基催化剂具有良好的SCR催化活性，但这种催化剂仍存在一些不可避免的缺点，如V2O5的生物毒性，活性温度窗口窄，高温下N2选择性差等，这极大地限制了其进一步的工业应用。因此，开发具有更好的N2选择性和宽温度窗口的新型环境友好型SCR催化剂具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，本发明提供了一种在宽温度范围内具有良好的脱除NOx和氮气选择性能的以磷钨钒杂多酸为前驱体的脱硝催化剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种以磷钨钒杂多酸为前驱体的脱硝催化剂，其组成为PW₁₀V₂/TiO₂(x℃)，以TiO₂质量计，PW₁₀V₂质量分数为10-30％，x表示焙烧温度，焙烧温度为500-800℃。

优选的，PW₁₀V₂质量分数为15％。

优选的，焙烧温度为700℃。

一种以磷钨钒杂多酸为前驱体的脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)取以钨原子、磷原子浓度比为10:1的钨酸盐与磷酸盐溶解于适量水中，在80-100℃下反应30min；

(2)取以钒原子与步骤(1)中磷原子浓度比为2.5:1的钒酸盐溶解与适量水中；

(3)将步骤(2)中溶液加入步骤(1)反应后溶液中继续反应30min；

(4)向步骤(3)中反应后溶液中加入适量稀硫酸，调节溶液pH为1.8-3；

(5)采用乙醚萃取法，萃取过程中持续滴加稀硫酸，取下层油状物，去除乙醚，重结晶，干燥，即得所述磷钨钒杂多酸；

(6)采用浸渍法将制得的所述磷钨钒杂多酸负载在锐钛矿TiO₂上，其中PW₁₀V₂质量分数为10-30％，经自然干燥，120℃干燥3小时，500-800℃焙烧2小时，即得所述催化剂。

优选的，步骤(3)中pH为2。

优选的，步骤(6)中PW₁₀V₂质量分数为15％。

优选的，步骤(6)中焙烧温度为700℃。