[发明专利]一种用于净化燃煤烟气中有机废气的贵金属复合钒钛催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种用于净化燃煤有机废气的贵金属复合钒钛催化剂及其整体式催化剂制备方法与应用。本发明制备得到了用于净化燃煤烟气中有机废气的贵金属复合钒钛催化剂。本发明方法克服了目前商用钒钛催化剂以及商用贵金属催化剂在高硫、高氮、高氨烟气中对有机废气的温度窗口窄、活性低、CO_x选择性低、氧化效率低的缺点以及稳定性差，对高硫、高氮、高氨烟气中有机废气表现出优异的氧化性能。所制备的催化剂可广泛应用于高硫、高氮、高氨烟气中有机废气的净化等大气污染控制领域。

技术领域

本发明属于环境功能材料技术领域，具体涉及一种用于净化燃煤烟气中有机废气的贵金属复合钒钛催化剂的制备方法及其在燃煤烟气以及高SO₂、高NOx、高NH₃废气中有机物催化氧化等大气环境污染治理中的应用。

背景技术

电厂、炼焦厂等燃煤过程会排放种类复杂且总量大的污染物，包括粉尘、NOx和SO₂等常规污染物，同时，该过程还会产生有机污染物，其危害性同样不容忽视。燃煤烟气中的有机物具有组分复杂、浓度低、毒性高等特点，会导致臭氧和PM2.5的产生，对人体健康和环境构成重大威胁。选择性催化还原(NH₃-SCR)是控制燃煤电厂 NOx排放的一种广泛应用的技术，也是控制电厂、炼焦厂、钢铁和垃圾焚烧行业NOx排放的技术。将V₂O₅负载于TiO₂上制备而成的催化剂具有优异的表面酸度和NOx还原性。另外，催化燃烧的商业催化剂是负载贵金属或过渡金属催化剂，可在相较低的温度下将有机物氧化成危害更小的产物，其具有良好的还原性和氧空位，然而烟气中的SO₂、NO、NH₃含量很高，处理气氛复杂，催化剂易中毒失活，因此无法直接应用现有商用催化氧化催化剂处理燃煤烟气中的有机污染物。同时，燃煤过程产生的VOCs浓度较低，单独建立一套控制技术和装置，技术经济效益较低。采用协同控制的办法，在氮氧化物的选择性催化还原(SCR)装置中同时控制VOCs易于实施和具有良好的技术经济性。催化燃烧和NH₃-SCR催化剂相似的特性启示可以开发出新型耐高SO₂、高NOx、高NH₃的有机废气净化催化剂。

鉴于此，本发明针对燃煤烟气的特性，开发出了一种用于净化燃煤烟气中有机废气的贵金属复合钒钛催化剂，该催化剂在燃煤烟气中具有宽温度窗口及高CO_x选择性和稳定性。本发明为燃煤烟气以及高 SO₂、高NOx、高NH₃废气中有机废气的净化材料的制备提供了新的思路和方向。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种用于净化燃煤烟气以及高SO₂、高 NOx、高NH₃废气中有机废气的贵金属复合钒钛催化剂的简易制备方法，应用于净化燃煤烟气以及高SO₂、高NOx、高NH₃废气中有机废气等大气环境污染治理中。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种用于净化燃煤烟气中有机废气的贵金属复合钒钛催化剂的原位光还原制备方法，其特征在于，在除去氮气的去离子水中，加入氯铂酸与甲醇，使用氙灯(Perfectlight,PLS-SXE300/300UV)作为光源，持续搅拌下照射，将活性组分贵金属和钒、钨、钼、钛等助剂负载于TiO₂上，最后离心洗涤获得贵金属复合催化剂。

一种用于净化燃煤中有机废气的贵金属复合钒钛催化剂的一步浸渍法制备，其特征在于，在除去氮气的去离子水中，将偏钒酸铵、钨酸铵或钼酸铵，加入草酸后，再加入氯铂酸与甲醇，负载于TiO₂上，得到用于净化燃煤烟气中NO_X与有机废气的贵金属复合钒钛催化剂。