[发明专利]一种硫酸化铁铝复合氧化物催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于催化脱硝材料技术领域，公开一种硫酸化铁铝复合氧化物催化剂及其制备方法和应用；所述制备方法为：将铁源和铝源均匀分散于溶剂A中，加入氨水进行共沉淀处理，获得沉淀物，将沉淀物干燥后经第一次烧结处理，得到催化剂前驱体；将硫酸盐均匀分散于溶剂B中，加入催化剂前驱体，搅拌处理0.5～1.5h，除去溶剂B，干燥后进行第二次烧结处理，即获得所述硫酸化铁铝复合氧化物催化剂。本发明采用简单的氨水共沉淀法制备了大比表面积的铁铝复合氧化物催化剂，然后采用硫酸铵对其进行酸化处理，最终获得硫酸化铁铝固溶体催化剂。催化剂的制备成本低且工艺简单，优化的催化剂具有优良的催化脱硝活性和抗碱金属中毒性能。

技术领域

本发明涉及催化脱硝材料技术领域，尤其涉及一种硫酸化铁铝复合氧化物催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

工业燃烧过程排放的尾气中含有氮氧化物(NO_x)，其排放至大气中会引一系列环境问题，危害着人类的身体健康。

NH₃选择性催化还原NO_x技术(NH₃-SCR)是治理NO_x排放的重要手段，其核心在于催化剂的设计和制备；同时，工业烟气中往往含有碱金属和硫氧化物，均可能会造成催化剂的中毒。因此，开发高性能的且抗硫抗碱金属中毒的脱硝催化剂是实现工业烟气高效脱硝的关键。

为了解决上述问题，本领域技术人员发现三氧化二铁(Fe₂O₃)具有良好的氧化还原性能，是一种环境友好型材料，其被广泛用于催化消除氮氧化物的研究，然而单一的Fe₂O₃往往比表面积小，不适合直接作为催化剂，因此，现有技术的铁基脱硝催化剂主要为分子筛催化剂，铁基分子筛虽然催化性能好，但其制备成本高且工艺较复杂，不利于推广进行大规模使用。

为此，本发明提供一种硫酸化铁铝复合氧化物催化剂及其制备方法和应用。

发明内容

为了解决上述现有技术中的不足，本发明提供一种硫酸化铁铝复合氧化物催化剂及其制备方法和应用。本发明采用简单的氨水共沉淀法制备了大比表面积的铁铝复合氧化物催化剂，然后采用硫酸铵对其进行酸化处理，最终获得硫酸化铁铝固溶体催化剂。催化剂的制备成本低且工艺简单，优化的催化剂具有优良的催化脱硝活性和抗碱金属中毒性能。

本发明的一种硫酸化铁铝复合氧化物催化剂及其制备方法和应用是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一个目的是提供一种硫酸化铁铝复合氧化物催化剂的制备方法，包括以下步骤：

将铁源和铝源均匀分散于溶剂A中，加入氨水进行共沉淀处理，获得沉淀物，将沉淀物干燥后经第一次烧结处理，得到催化剂前驱体；

将硫酸盐均匀分散于溶剂B中，加入催化剂前驱体，搅拌处理0.5～1.5h，除去溶剂B，干燥后进行第二次烧结处理，即获得所述硫酸化铁铝复合氧化物催化剂。

进一步地，所述铁源为硝酸铁；

所述铝源为硝酸铝。

进一步地，所述硫酸盐为硫酸铵或硫酸氢铵。

进一步地，所述铁源和铝源的摩尔比为1～9:1；

所述溶剂A与所述铁源的用量比为1ml：0.06～0.6mmol。

进一步地，所述共沉淀处理的工艺为：

在搅拌作用下加入氨水，且加至溶液pH为9～10，随后静置陈化8～14h，固液分离，获得沉淀物。

进一步地，所述第一次烧结处理的温度为400～600℃，烧结时间为1～6h。

进一步地，所述第二次烧结处理的温度为400～600℃，烧结时间为1～6h。