[发明专利]一种抗中毒离子交换型凹凸棒基脱硝催化剂、其制备方法和应用

权利要求书

1.一种抗中毒离子交换型凹凸棒基脱硝催化剂，其特征在于：以凹凸棒原矿或活化改性的凹凸棒作为交换活性金属离子的材料，用两步交换法制备该催化剂；所述催化剂交换的活性金属为铜、铁、锰、铈、钴、镍的金属离子中的至少一种。

2.根据权利要求1所述抗中毒金属氧化物脱硝催化剂，其特征在于：用于交换的活性金属元素为铜、铁、锰、铈、钴、镍中的至少一种。

3.一种权利要求1所述抗中毒离子交换型凹凸棒基脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

a.凹凸棒的提纯活化：

将分散剂溶于去离子水中，然后边搅拌边将凹凸棒原矿加入溶有分散剂的水中，搅拌0.5～2h、超声处理0.5～2h，重复搅拌和超声处理2～4次，静置2～5h，将上层悬浊液倒出，先用稀酸溶液离心洗涤2～5次，再用去离子水洗涤至中性，置于70～90℃的条件下烘干，研磨后得到提纯凹凸棒，记粉末A；

b.凹凸棒的酸活化：

将酸溶液置于旋蒸瓶中，加入磁子，边搅拌边把粉末A加入到酸溶液中得到凹凸棒混合液，将旋蒸瓶置于60～80℃的恒温油浴锅中，冷凝回流搅拌至少4h，油浴后离心洗涤至至中性，置于70～90℃的条件下烘干，研磨后得到酸活化凹凸棒，记粉末B；

c.将去离子水加入到旋蒸瓶中，将氯化铵固体溶于水中，加入磁子搅拌至氯化铵固体溶解，得到氯化铵溶液；将凹凸棒原矿、粉末A或粉末B作为载体材料，边搅拌边加入氯化铵溶液中，用质量百分比浓度不高于10wt％盐酸，调节氯化铵溶液的pH值为3～4，将旋蒸瓶置于60～80℃的恒温油浴锅中，冷凝回流搅拌至少2h，油浴后离心洗涤至上清液无氯离子，置于70-90℃的条件下烘干，研磨后得到交换了NH₄⁺的凹凸棒；

d.取去离子水于旋蒸瓶中，将金属前驱体盐溶于水中，加入磁子搅拌至固体溶解，将步骤c中所得固体边搅拌边加入溶液中，将旋蒸瓶置于80～90℃的恒温油浴锅中，冷凝回流搅拌至少3h，油浴后离心洗涤2～5次，置于70～90℃的条件下烘干，研磨后置于马弗炉中在450～550℃煅烧，所得产物即为离子交换型凹凸棒基脱硝催化剂。

4.根据权利要求3所述抗中毒离子交换型凹凸棒基脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：在所述步骤a中，所用分散剂为六偏磷酸钠；

或者，在所述步骤a中，分散剂与所需提纯的凹凸棒土的质量比为(0.01～0.1):1；

或者，在所述步骤a中，所用稀酸溶液浓度为0.05～0.2mol/L。

5.根据权利要求3所述抗中毒离子交换型凹凸棒基脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：在所述步骤b中，所用酸采用盐酸、硫酸、硝酸中的至少一种；

或者，在所述步骤b中，所用酸溶液的浓度为0.2～4mol/L；

或者，在所述步骤b中，利用所用酸溶液将凹凸棒制成的混合液的pH值不高于5。

6.根据权利要求3所述抗中毒离子交换型凹凸棒基脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：在所述步骤c中，所配制的氯化铵溶液浓度为2.5～5mol/L。

7.根据权利要求3所述抗中毒离子交换型凹凸棒基脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：在所述步骤c中，在所述步骤c中，氯化铵与载体材料的混合质量比为(3.4700-4.8141)：1。

8.根据权利要求3所述抗中毒离子交换型凹凸棒基脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：在所述步骤d中，所用金属前驱体盐采用三水合硝酸铜、九水合硝酸铁、硝酸锰溶液、六水合硝酸铈、六水合硝酸镍、六水合硝酸钴中的至少一种；

或者，在所述步骤d中，所用金属前驱体盐溶液的浓度为0.02～0.1mol/L；

或者，在所述步骤d中，煅烧至少2h。

9.根据权利要求3所述抗中毒离子交换型凹凸棒基脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：在所述步骤d中，在所述步骤d中，金属前驱体盐和NH₄⁺交换后凹凸棒的质量百分比为(1.2080-4.04)：1。

10.一种权利要求1所述抗中毒离子交换型凹凸棒基脱硝催化剂的应用，其特征在于：将所述抗中毒离子交换型凹凸棒基脱硝催化剂应用于脱硝工艺过程。