[发明专利]一种WO3改性FeTiOx催化剂的制法及其用途

说明书

一种简便快捷的制备WO₃/FeTiO_x催化剂的方法，它是将一定量的偏钨酸铵水溶液与FeTiO_x载体混合均匀，最后经过蒸干、干燥、焙烧制得WO₃改性FeTiO_x催化剂。本发明所采用的制备方法的优点是：制备所得催化剂催化性能优异、抗硫抗水性能好，反应温度窗口宽，所需原料廉价易得、资源丰富，制备过程简单方便、对设备无特殊要求、能耗低、污染小、环境友好，可大规模生产。

技术领域：

本发明涉及一种WO₃改性FeTiO_x催化剂的制备方法及其制得的催化剂和在燃煤电厂烟气脱硝中的应用。

背景技术：

NO_x作为大气污染的重要防治对象之一，主要来自于石化燃料(煤和石油等)的燃烧过程，如燃煤电厂烟气和机动车尾气等。它是酸雨和光化学烟雾的主要元凶，也是雾霾天气的重要诱因。针对固定源燃煤电厂尾气排放NO_x污染物的消除，主要是采用氨选择性催化还原(NH₃-SCR)技术，该技术同时也是目前最为有效、应用最为广泛的一种脱硝方法。

Fe₂O₃中的铁存在+2、+3和+(3-δ)等多种价态，是一种良好的氧化还原剂。而且Fe₂O₃价廉易得，所以在NH₃-SCR反应中也得到了广泛的应用。研究发现，虽然纯Fe₂O₃表现出一定的脱硝性能，但是其表面酸性位点少，高温易发生NH₃氧化等问题也限制了其应用。因此，越来越多的研究把重点转移到铁基催化剂的改性方面上来。在我们前期的工作中，通过离子掺杂的方法制备的FeTiO_x催化剂的催化性能较Fe₂O₃有显著提升，但仍然存在着在高温下NO_x转化率及N₂选择性差、活性窗口窄等问题，严重影响催化剂的实际应用。

WO₃物种在NH₃-SCR催化剂中常用做稳定剂及助剂，它可以提高催化剂的热稳定性、表面酸性、拓宽反应温度窗口及抑制NH₃的氧化。因此WO₃改性FeTiO_x催化剂有望解决Fe基催化剂较窄反应温度窗口、低温活性差等问题。

我们通过浸渍法在FeTiO_x载体表面负载WO₃物种，制备了一系列WO₃/FeTiO_x催化剂，在燃煤电厂烟气脱硝及抗硫过程中表现出优异的性能。由于该方法所用原料廉价易得，操作简便快捷，能耗小，对设备无特殊要求，附加环境污染少，使其在燃煤电厂烟气脱硝领域有着潜在的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种高活性、高热稳定性的WO₃改性FeTiO_x催化剂的制备方法以及由该方法制备的催化剂和其在燃煤电厂烟气脱硝中的应用。

本发明的技术方案如下：

一种WO₃改性FeTiO_x催化剂的制备方法，它包括如下步骤：

步骤1：FeTiO_x载体的制备：先将一定含量的硫酸钛和九水合硝酸铁溶于100mL蒸馏水中(其中九水合硝酸铁和硫酸钛的摩尔比为4:1)，并搅拌1h，然后逐滴加入氨水(25％-28％)至PH为10±0.5，抽滤出沉淀、干燥，在空气气氛下经500℃焙烧即制得铁钛复合氧化物载体，简记为FeTiO_x。