[发明专利]一种铜掺杂磷钼酸低温脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铜掺杂磷钼酸低温脱硝催化剂及其制备方法，属于大气污染治理技术领域。本发明的一种铜掺杂磷钼酸低温脱硝催化剂，该催化剂采用锐钛矿型TiO₂作为载体，由磷钼酸、硝酸铜、聚乙二醇(PEG)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)组成活性组分；该催化剂的制备工艺为：将磷钼酸、硝酸铜、表面活性剂CTAB和PEG置入坩埚中溶解、干燥、烘干、煅烧后得到活性组分后，再将活性组分与TiO₂一起放入装有蒸馏水的坩埚中搅拌、干燥、烘干、煅烧，得到铜掺杂磷钼酸低温脱硝催化剂。采用本发明的铜掺杂磷钼酸低温脱硝催化剂，可以在保证低温脱硝效率的基础上，增强催化剂抵御SO₂和水蒸气的能力。

技术领域

本发明涉及大气污染治理技术领域，更具体地说，涉及一种铜掺杂磷钼酸低温脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

工业烟气(焦炉烟气、烧结烟气、玻璃窑炉烟气等)目前是除燃煤烟气外氮氧化物(NO_x)的主要来源。NO_x是有毒气体，可刺激人的眼睛和呼吸系统以及形成光化学烟雾和酸雨等环境污染。我国NO_x排放量基数大，据《中国环境状况公报》公布的数据显示，2015年NO_x排放量为1851.9万吨，其中工业排放量为1180.9万吨，占总量六成以上，其中每年随焦炉烟气和烧结烟气产生的NO_x之和接近200万吨，排放量不容小觑。国家相关部委自“十二五”以来也出台并修订了一系列环保法规和标准来加强对于NO_x的控制。

当前控制工业烟气中的NO_x的方法有多种，其中技术最成熟、效率最高、商业应用最广泛的是选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，SCR)脱硝技术。脱硝催化剂是整个SCR技术的核心。目前最常见的SCR催化剂是钒钨钛系列催化剂(V₂O₅-WO₃/TiO₂)，该催化剂最佳活性温度在300-400℃左右。然而对于钢铁烧结烟气、焦炉烟气等气体温度在120-300℃之间且含有大量的SO₂和水蒸汽的工况下，钒钨钛催化剂难以发挥其优良的脱硝效率，此外SO₂和水蒸汽也会毒害催化剂造成其效率下降甚至失活。因此开发一种高效、稳定、适用性广、抗硫抗水性能好的SCR低温催化剂是当前研究的热点，也具有很强的理论研究和实践应用价值。

近年来一些研究指出，因为SO₂是酸性气体，如果催化剂具有较强的表面酸性则可以抑制SO₂在催化剂表面的吸附和反应，从而使催化剂抵御SO₂毒害能力增强(AppliedCatalysis B：Environmental，2013，142-143：705～717；Applied Catalysis B：Environmental，2008，78(3-4)：301～308)。QiuL等(Catalysis Communications，2016，78：22～25)用硫酸处理制备了Mn-Co-Ce/TiO₂/SiO₂催化剂，50ppm SO₂下250℃时NO_x转化率为99.5％，在190～280℃的温度范围内NOx转化效率没有降低，催化剂经过硫酸处理后表面酸度和比表面积的提高是催化活性和抗硫性能上升的主要原因。