[发明专利]一种g-C3

说明书

本发明公开了一种g‑C₃N₄负载型锰铈复合氧化物低温NH₃‑SCR催化剂及其制备方法与应用，该催化剂是以g‑C₃N₄为载体，通过超声辅助沉淀法在载体上负载锰铈复合氧化物而获得。本发明的负载型MnCe/g‑C₃N₄催化剂在低温段可以有效去除NO_x，同时具有优异的稳定性和良好的抗硫性能，且本发明的制备方法简单、原材料绿色环保，具有大规模生产的潜在条件。

技术领域

本发明属于催化过程与污染防治领域，具体涉及一种用于在低温度段去除混合烟气中的氮氧化物的低温NH₃-SCR催化剂。

背景技术

从发电厂、工厂和汽车排放的氮氧化物(NO_x)是造成温室效应、酸雨、光化学烟雾和 PM2.5的主要原因之一。在过去的几十年中，为消除氮氧化物，前人做出了许多努力。目前， NH₃选择性催化还原NO_x(NH₃-SCR)被认为是最有效的NO_x脱除技术。工业上广泛使用V₂O₅-WO₃/TiO₂作为NH₃-SCR催化剂，其在300-400℃范围内具有较高的催化活性。但在实际运行中，为避免催化剂上的粉尘沉积，SCR装置宜安装在脱硫塔和电除尘器的下游，烟气温度在300℃以下。因此，开发具有高催化活性的低温SCR催化剂是十分必要的。

过渡金属锰具有多种价态氧化物，在低温条件下能促进氮氧化物向氮气的转化，在低温 NH₃-SCR中得到了广泛的研究和应用。但是，氧化锰催化剂存在耐水性、抗硫性和热稳定性差以及比表面积低等缺点。研究表明，通过掺杂钴、铁、铈等金属制备锰-钴、锰-铁、锰-铈复合金属氧化物可以有效地解决这些问题。氧化铈的高载氧量以及铈与锰的强相互作用使铈成为锰基NH₃-SCR催化剂的优良掺杂金属。

载体具有相对稳定的热力学性质和较大的比表面积，可以提高反应物氨气和氮氧化物的吸附能力，改善活性组分的分散状态。此外，载体与活性组分相互作用，提供表面缺陷，也会影响催化剂的性能。因此，载体在NH₃-SCR催化剂中同样具有重要作用。为了进一步提升低温下NH₃-SCR的活性，研究人员一直在寻找新的载体。石墨化氮碳化物(g-C₃N₄)是一种具有优异热稳定性和化学稳定性的非金属材料，同时，与传统载体相比，它能更有效地活化分子氧，产生超氧自由基。这些优点使得g-C₃N₄有可能成为SCR催化剂的良好载体，但迄今为止，g-C₃N₄在NH₃-SCR领域的应用还未受到重视。

发明内容

针对上述现有商用脱硝催化剂所存在的不足之处，本发明提供了一种g-C₃N₄负载型锰铈复合氧化物低温NH₃-SCR催化剂及其制备方法，旨在使其在100-300℃温度范围内表现出良好的脱硝活性，且具有优异的稳定性和抗硫性能。

本发明为解决技术问题，采用如下技术方案：

一种g-C₃N₄负载型锰铈复合氧化物低温NH₃-SCR催化剂的制备方法，其特点在于：以 g-C₃N₄为载体，以硝酸锰、硝酸铈作为前驱体，通过超声辅助沉淀法在载体上负载锰铈复合氧化物，从而获得g-C₃N₄负载型锰铈复合氧化物低温NH₃-SCR催化剂，记为MnCe/g-C₃N₄催化剂。具体包括如下步骤：