[发明专利]一种以TiO2纳米管为载体的低温脱硝催化剂及其制备和应用

权利要求书

1.一种以TiO₂纳米管为载体的低温脱硝催化剂，其特征在于，所述催化剂以TiO₂纳米管为载体，并负载MnO_x、CeO₂、Fe₂O₃，以质量百分比计，各组分的质量含量为：MnO_x：3.0-15％，CeO₂：2.0-12％，Fe₂O₃：3.0-15％，TiO₂纳米管：58-90％。

2.如权利要求1所述一种以TiO₂纳米管为载体的低温脱硝催化剂，其特征在于，所述催化剂以强碱水热法制备的TiO₂纳米管为载体，并采用沉积-沉淀法将组分MnO_x、CeO₂、Fe₂O₃负载在载体表面，经进一步干燥、焙烧后得到。

3.如权利要求1所述一种以TiO₂纳米管为载体的低温脱硝催化剂，其特征在于，所述TiO₂纳米管的长度为60-250nm，外径为6-20nm，壁厚为2-8nm，比表面积为160-280m²/g。

4.如权利要求1至3任一项所述一种以TiO₂纳米管为载体的低温脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将TiO₂颗粒加入NaOH溶液，超声振荡后，机械搅拌至混合均匀，将混合均匀的悬浊液转移至四氟乙烯内衬不锈钢水热釜中，并在高温条件下水热反应后，自然冷却至室温；

2)将水热反应生成的白色颗粒产物先用去离子水洗涤，再使用稀HCl溶液清洗，用去离子水洗涤至中性，并过滤、烘干得到纳米管状的钛材料，最后经焙烧得到TiO₂纳米管；

3)将TiO₂纳米管加入Mn(NO₃)₂、Ce(NO₃)₃、Fe(NO₃)₃的混合溶液中恒温搅拌，在搅拌的同时滴加CO(NH₂)₂溶液，进行沉积-沉淀得到沉淀物，沉淀物经洗涤至中性，烘干，焙烧后得到催化剂成品。

5.如权利要求4所述一种以TiO₂纳米管为载体的低温脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述NaOH溶液的浓度为6-15mol/L；所述TiO₂颗粒为P25纳米TiO₂，平均粒径10-30nm，比表面积40-120m²/g；所述TiO₂颗粒与NaOH质量比为1：15-80。

6.如权利要求4所述一种以TiO₂纳米管为载体的低温脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为120-200℃，时间为6-48h。

7.如权利要求4所述一种以TiO₂纳米管为载体的低温脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述稀HCl溶液浓度为0.03-0.30mol/L，使用HCl溶液清洗至pH≤1后用去离子水清洗至中性；所述烘干温度为105-120℃，时间为4-24h；所述焙烧温度为250-400℃，时间为2-8h。

8.如权利要求4所述一种以TiO₂纳米管为载体的低温脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述混合溶液的温度为50-85℃；所述CO(NH₂)₂溶液的质量浓度为5-20％，CO(NH₂)₂溶液滴加至金属离子完全沉淀；所述烘干温度为105-120℃，时间4-24h；所述焙烧温度为250-500℃，时间为2-8h。

9.如权利要求1至3任一项所述一种以TiO₂纳米管为载体的低温脱硝催化剂的应用，其特征在于，所述催化剂在低温脱除烟气中NO_x的应用。