[发明专利]钒取代型杂多酸SCR催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种钒取代型杂多酸SCR催化剂，其特征在于，其化学式为ER_12-xV_x/TiO₂，其中非金属元素E为P或Si，金属元素R为W或Mo，以TiO₂计，杂多酸在催化剂中的质量分数为10-30wt.％，x表示钒原子的取代个数，x取值为不大于3，采用钒原子取代杂多酸分子中的杂原子，使钒取代型杂多酸化合物具有SCR活性。

2.根据权利要求1所述钒取代型杂多酸SCR催化剂，其特征在于：被钒原子取代的杂多酸分子为磷钨酸、磷钼酸、硅钨酸或硅钼酸分子。

3.根据权利要求1所述钒取代型杂多酸SCR催化剂，其特征在于：杂多酸在催化剂中的质量分数为15-30wt.％。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述钒取代型杂多酸SCR催化剂，其特征在于：所述杂多酸为磷钨杂多酸，其化合物分子组成为PW_12-xV_x/TiO₂，杂多酸在催化剂中的质量分数为10-30wt.％，x表示钒原子的取代个数，x取值为(1～3)。

5.一种权利要求1所述钒取代型杂多酸SCR催化剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

a.将金属原子、非金属原子的摩尔比为10:1的金属酸盐与非金属酸盐作为反应物，溶解于水中进行充分混合，在80-100℃下反应至少30分钟，其中非金属酸盐中的非金属元素为P或Si，金属酸盐中的金属元素为W或Mo；

b.将钒酸盐溶解于水中，得到钒酸盐溶液，使钒原子和在所述步骤a中非金属原子的摩尔比为2x:1，并将钒酸盐溶液加入在所述步骤a中的产物溶液中，继续进行反应至少30分钟，x取值为(0.5～1.5)；

c.向在所述步骤b中的产物溶液中加入适量质量百分比浓度不高于50wt.％的稀硫酸，调节溶液的pH为1.8-3.0，继续反应至少1小时；

d.将在所述步骤c中反应后的产物溶液转移至分液漏斗，采用乙醚萃取法，在萃取过程中，持续滴加浓度为50wt.％的稀硫酸，萃取完成后，取下层油状物，去除乙醚，重结晶，干燥，从而得钒取代型杂多酸；

e.采用浸渍法，将在所述步骤d中制得的钒取代型杂多酸负载在锐钛矿TiO₂上，其中杂多酸质量分数为杂多酸和锐钛矿TiO₂总质量的10-30wt.％，在室温下搅拌杂多酸和锐钛矿TiO₂的混合物2-5小时，得到泥浆状混合物；

f.将在所述步骤e中所得的泥浆状混合物进行自然干燥，或在真空干燥箱中60-90℃下干燥6-12小时，然后在400-500℃下进行焙烧2-4小时，从而得钒取代型杂多酸SCR催化剂。

6.根据权利要求5所述钒取代型杂多酸SCR催化剂的制备方法，其特征在于：在所述步骤a中，反应温度为90-100℃。

7.根据权利要求5所述钒取代型杂多酸SCR催化剂的制备方法，其特征在于：在所述步骤b中，钒和非金属原子比为2:1，即x＝1。

8.根据权利要求5所述钒取代型杂多酸SCR催化剂的制备方法，其特征在于：在所述步骤c中，调节溶液的pH为2.0-3.0，继续进行反应。

9.根据权利要求5所述钒取代型杂多酸SCR催化剂的制备方法，其特征在于：在所述步骤e中，杂多酸的质量分数为15-30wt.％，搅拌时间3-5小时。

10.根据权利要求5所述钒取代型杂多酸SCR催化剂的制备方法，其特征在于：在所述步骤f中，在真空干燥箱中70-90℃下干燥8-12小时，焙烧温度为450-500℃，焙烧时间为4小时。