[发明专利]一种膨胀石墨基载体负载的低温脱硝催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有高抗水性能的低温脱硝催化剂的制备方法，主要涉及环境催化技术领域。包括以下步骤：A、将膨胀石墨进行焙烧预处理；B、采用原位水解法或者引入外来碳源粘结剂使预处理后的膨胀石墨与二氧化钛结合；C、将上一步制备得到的膨胀石墨/二氧化钛复合载体等体积浸渍在过渡金属盐溶液中一段时间后干燥；D、将干燥后样品焙烧处理，即得。本方法无毒无害、工艺简单且原料来源广泛，膨胀石墨基载体可以有效提升过渡金属氧化物催化剂抗水性能，在30000h^‑1条件下，120℃‑160℃温度区间内对于含10％水汽的烟气具有优良的NO_x去除效率，可以达到50％‑80％，具有较高的工业应用潜力。

技术领域

本发明涉及环境催化技术领域，具体涉及一种膨胀石墨基载体负载的低温脱硝催化剂的制备方法，尤其涉及一种基于膨胀石墨基载体和锰基复合氧化物并应用于含较高水汽量的烟气低温脱硝的催化剂的制备方法。

背景技术

钢铁厂等固定系统、城市固体废物或车辆等流动来源所排放的氮氧化物(NO_x)是主要的空气污染物，它们可能导致光化学烟雾和酸雨，并对健康造成危害。选择性催化还原(SCR)于1970年在日本被发明，时至今日，利用NH₃选择性催化还原NO_x(NH₃-SCR)由于成本低、效率高等优点，成为目前最常用的NO_x减排技术。

在NH₃-SCR系统中，催化剂是将氮氧化物转化为无害的N₂和H₂O来消除氮氧化物的重要角色。经过多年的实践研究证明，锰基催化剂被证明在低温下具有较高的NH₃-SCR催化活性，因为它涉及各种氧化态和不稳定氧，可以提高NO_x或NH₃在其表面的吸附和活化。因此,在过去的几十年间，研究者为提高锰基催化剂的低温脱硝活性以及稳定性，尝试将锰元素与过渡金属元素、稀土元素等进行复合，取得了一定进展。然而，仍有一些主要的缺点需要解决，在些低温NH₃-SCR环境中，铁烧结厂和燃气轮机的烟气中存在10％甚至20％的H₂O，限制了锰基催化剂的实际应用。此外，在中国政府发布的SO₂排放标准(GB28662-2012,SO₂≤50mg/m³(18ppm))的限制下，H₂O对低温下锰基催化剂的应用造成了更大的阻碍。缓解以至消除水汽的抑制作用成为领域内的关注热点。

专利文献CN109529948A的中国发明专利“一种提高锰基低温SCR脱硝催化剂抗水、抗硫性的方法”公开了一种将聚四氟乙烯作为包覆或者掺杂物添加到锰基催化剂中以实现高抗水抗硫锰基催化剂的制备。该催化剂在5％H₂O，50ppm SO₂，160℃，空速为30000h^-1条件下可以实现65％左右的NO_x转换率，进而在升高温度到180℃，添加水汽含量至20％后可以实现85％以上的转换率。尽管该方法体现出一定的效果，但是聚四氟乙烯的较高成本也为其推广应用增加了阻力。