[发明专利]一种低温高效脱硝催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种低温高效脱硝催化剂及其制备方法和应用。以乙酸镍和乙酸锰为原料，草酸为沉淀剂，在500℃焙烧制备Ni‑Mn复合氧化物催化剂。本发明制备的催化剂拥有大的比表面积，高浓度的Mn⁴⁺，为NH₃和NO提供更多的吸附位点，增强了催化剂的氧化能力，提高了催化剂的催化活性。该催化剂在80℃温度下NOx转化率达到了76％，90℃下NOx转化率达到了100％，且在90℃‑250℃保持着高的降解率。本发明制备的催化剂制备方法简单、原料成本低、在低温有着高效的催化活性，利用其在低温下可高效降解NOx，在控制锅炉燃煤、电厂燃煤、机动车尾气排放的氮氧化物具有重要的实际应用价值。

技术领域

本发明属于热催化材料技术领域，具体涉及一种在低温下可高效降解氮氧化物的复合催化剂的制备方法及应用。

背景技术

锅炉燃煤、机动车尾气排放的氮氧化物，可引起光化学烟雾、酸雨、臭氧空洞和温室效应等环境安全问题。脱硝技术成为人们研究的重点，其中干法脱硝备受人们关注。氨选择性催化还原NOx(NH₃-SCR)是目前燃煤烟气脱硝最常用的方法之一。SCR选择性催化还原是以NH₃(液氨或尿素分解)为还原剂，在O₂存在的条件下，在催化剂作用下，有选择性的与烟气中的NOx反应，生成氮气和水。目前工业上应用最广泛的SCR催化剂主要以含钒的复合氧化物为主，但其活性温度范围较高(300-400℃)，该技术存在的缺点是：运行成本高、占地面积大、反应温度高、催化剂寿命短和毒性大。而烟气中含有SO₂，在180℃-230℃温度区间内，SO₂易与氨反应转化为硫酸铵，造成管道堵塞和设备腐蚀。

发明内容

本发明目的是提供一种低温高效脱硝催化剂及其制备方法和应用。本发明利用低温催化剂和再烟气加热技术，可实现先脱硫再脱硝，从而减少管道的阻塞。

本发明采用的技术方案是：一种低温高效脱硝催化剂，所述的低温高效脱硝催化剂是Ni-Mn复合氧化物催化剂，制备方法包括如下步骤：

1)将沉淀剂水溶液逐滴加入到乙酸镍和乙酸锰的混合水溶液，调节混合溶液的PH为5-7，搅拌反应1-1.5h，陈化4-5h，过滤，取沉淀，沉淀分别用去离子水和乙醇洗涤至PH至7；

2)将步骤1)洗涤后的沉淀物于80℃下干燥，得Ni-Mn混合物粉末；

3)将步骤2)所得Ni-Mn混合物粉末研磨后，于马弗炉中，空气环境下，焙烧，得Ni-Mn复合氧化物催化剂。

进一步的，上述的一种低温高效脱硝催化剂，步骤1)中，所述的沉淀剂为碳酸铵或草酸。

更进一步的，上述的一种低温高效脱硝催化剂，所述的沉淀剂为草酸。

更进一步的，上述的一种低温高效脱硝催化剂，按摩尔比，乙酸镍:乙酸锰:沉淀剂＝2:5:7。

进一步的，上述的一种低温高效脱硝催化剂，步骤3)中，于马弗炉中，空气环境下焙烧，焙烧温度为500℃，焙烧时间4h。

上述的低温高效脱硝催化剂在低温下降解氮氧化物中的应用。

本发明具有以下有益效果：

1、过渡金属由于具有良好的NO氧化效果而受到人们的广泛关注，现有技术中的Ni-Mn复合氧化物催化剂开启温度不够低，活性温度区间窄。为了提高Ni-Mn复合氧化物催化剂的低温活性，本发明用草酸作为沉淀剂，制备了Ni-Mn复合氧化物催化剂，获得的催化剂具有大的比表面积，高浓度的Mn⁴⁺，金属阳离子充分沉淀，无残余。

2、本发明制备工艺简单，成本低，重复性好，具有很好的应用前景。