[发明专利]原位合成复合载体负载钒钨催化剂、该催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了原位合成复合载体负载钒钨催化剂的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将钒的前驱体和钨的前驱体溶于DMF溶液中，再加入聚苯乙烯颗粒和聚苯烯腈颗粒，经超声分散后搅拌，得纺丝液；步骤二、步骤一得到的所述纺丝液经静电纺丝，得到纤维膜，干燥后，在N₂氛围下，煅烧得到钒钨‑碳纤维；步骤三、将步骤二得到的钒钨‑碳纤维与聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维针刺混纺得到产物。本发明还公开采用原位合成复合载体负载钒钨催化剂的制备方法得到的原位合成复合载体负载钒钨催化剂。本发明催化剂具有更高的物理稳定性和化学稳定性，可在高粉尘含量的烟气中作为除尘脱硝一体化催化剂。

技术领域

本发明涉及催化剂材料技术领域，尤其涉及原位合成复合载体负载钒钨催化剂、该催化剂的制备方法。

背景技术

我国是一个煤炭大国，同时也是一个能源消耗大国，我们目前电力来源大部分仍来自燃煤发电。2015年12月，环境保护部、国家发展和改革委员会、国家能源局联合颁发《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》，该方案将氮氧化物超低排放的限值定义为50mg/Nm3，烟尘的排放限值为10mg/Nm³。方案要求，至2020年全国所有具备条件的燃煤电厂都须执行超低排放标准。

为了达到上述减排要求，传统方案是将现有的脱硝系统与除尘系统分别改造。对SCR脱硝系统改造，增加一层催化剂，实现氮氧化物减排；对除尘系统改造，增加湿式电除尘器，实现烟尘减排。但该方案工程造价高，设备占用空间大，建设工期长。此外，烟气在除尘后会有很大幅度的温度下降，需对烟气重新加热才能进行脱硝，其中加热过程是对能源的极大浪费。所以研发除尘脱硝一体化催化剂，既有利于环境保护，同时也能节约大量的能源。

但未经除尘的条件下，烟气中含有的大量粉尘会对除尘脱硝一体化催化剂进行冲刷，催化剂中活性组分会逐渐被烟气带走，导致催化剂脱硝性能下降。

关于除尘脱硝一体化催化剂，国内已有相关研发，但在技术先进性方面还有待完善。

中国专利CN102145241A披露了一种负载脱硝催化剂的聚苯硫醚滤料制备方法，其特征在于，PPS滤料在硝酸中水浴酸化，去离子水洗涤至中性，干燥得到酸化的PPSN；催化剂配成溶液，搅拌；PPSN浸入溶液浸渍；水浴烘干，空气中干燥；氮气氛围下煅烧而成。

中国专利CN102772953A，披露了一种以碳纳米管为载体的高效脱硝催化剂的制备方法及将其应用到滤料上的制备技术，其特征在于，将催化剂粉末均匀涂覆在滤料的表面，边磨压边滴加无水乙醇，让催化剂随着乙醇渗入滤料内部，然后将表面没能渗入的催化剂刮下，然后烘干乙醇，并重复以上步骤，使滤料上催化剂负载量达到5-10mg/cm²而成。

按CN102145241A制备的负载脱硝催化剂的聚苯硫醚滤料，直接将催化剂溶液与滤料纤维搅拌负载的方法，活性位仅负载于滤料纤维表面，使用寿命不及原位合成法。同时该法仅为实验室小样制备，不适宜工业化生产。

按CN102772953A制备的负载脱硝催化剂的碳纳米管/聚苯硫醚复合滤料，其负载催化剂的方法为直接浸渍法，抗粉尘冲刷能力较差。同时碳纳米管通过缓慢渗入的方法与聚苯硫醚复合，制备效率低且牢固度较混纺方法较差。

发明内容

本发明旨在解决现有技术催化剂稳定性差导致催化剂脱硝性能下降的技术问题。

本发明通过以下技术手段去解决上述技术问题：一种原位合成复合载体负载钒钨催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将钒的前驱体和钨的前驱体溶于DMF溶液中，再加入聚苯乙烯(PS)颗粒和聚苯烯腈(PAN)颗粒，经超声分散后搅拌，得纺丝液；

步骤二、步骤一得到的所述纺丝液经静电纺丝，得到纤维膜，干燥后，在N₂氛围下，煅烧得到钒钨-碳纤维；