CN104722306A - 一种脱硝催化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种脱硝催化剂及其制备方法。其组分包括CeO2、Fe2O3、La2O3和TiO2，所述组分的摩尔比为：CeO2︰Fe2O3︰La2O3︰TiO2=10~15︰3︰5~10︰100。其制备方法包括以下步骤：（1）称取摩尔份数为10~15份的Ce(NO3)3?6H2O、3份的Fe(NO3)3?9H2O和5~10份的La(NO3)3?6H2O溶于蒸馏水中，得到第一溶液；（2）称取摩尔份数为100份的钛酸四丁酯和200～450份的无水乙醇进行混合，得到第二溶液；（3）将所述第一溶液缓慢加入到所述第二溶液中进行搅拌而得到胶体；（4）将所述胶体烘干、焙烧得到所述脱硝催化剂。本发明催化剂具有良好的低温性能及较高的催化活性，且具有较宽的反应温度窗口。

Description

一种脱硝催化剂及其制备方法
技术领域
本发明属于烟气催化净化领域，涉及一种烟气脱硝催化剂及其制备方法。
背景技术
氮氧化物（NOx）是重要的大气污染物，能够造成酸雨和光化学烟雾，破坏生态环境，严重危害人类的身体健康。如何有效减少NOx具有重大意义。
以NH3为还原剂的选择性催化还原（SCR）脱除NOx的技术已经工业化。目前普遍使用的商用催化剂为钒系催化剂（如V2O5/TiO2和V2O5-WO3/TiO2等），该催化剂的工作温度为300~400 ℃，在温度低于300 ℃时，催化活性较低。V2O5具有较强的氧化性，容易将锅炉烟气中的SO2氧化成SO3, 而SO3在较低温度下易与NH3反应生成铵盐堵塞催化剂孔道，影响催化剂催化还原反应；生成的硫酸铵盐容易沉积于脱硝塔的尾部烟道，造成腐蚀。V2O5还具有一定的生物毒性，在催化剂制造过程中对人类的身体健康和生态环境造成危害。因此，需要开发一种具有较宽温度窗口、低温活性良好、无毒害的脱硝催化剂。
发明内容
本发明的目的是克服现有催化剂在低温区间脱硝效率低，反应温度区间窄等缺点，提供一种反应温度窗口宽、具有优良NOx脱除率的脱硝催化剂及其制备方法。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：本发明脱硝催化剂的组分包括CeO2、Fe2O3、La2O3和TiO2，所述组分的摩尔比为：CeO2︰Fe2O3︰La2O3︰TiO2=10～15︰3︰5～10︰100。
本发明脱硝催化剂的制备方法包括以下步骤：
（1）称取摩尔份数为10～15份的Ce(NO3)3•6H2O、3份的Fe(NO3)3•9H2O和5～10份的La(NO3)3•6H2O溶于蒸馏水中，得到第一溶液；
（2）称取摩尔份数为100份的钛酸四丁酯和200～450份的无水乙醇进行混合，得到第二溶液；
（3）将所述第一溶液缓慢加入到所述第二溶液中进行搅拌而得到胶体；
（4）将所述胶体烘干、焙烧得到所述脱硝催化剂。
进一步地，本发明所述第二溶液中还含有冰乙酸。
进一步地，本发明在所述步骤（3）中，所述烘干的温度为105～115 ℃，烘干时间为10～14 h。
进一步地，本发明在所述步骤（3）中，所述焙烧的温度为450～600 ℃下，焙烧时间为5 ～7h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所得CeO2-Fe2O3-La2O3/TiO2脱硝催化剂以TiO2为载体，CeO2、Fe2O3和La2O3为活性成分。CeO2具有独特的储氧性能、优良的氧化还原性和很好的低温性能，可以增强催化剂的低温性能，是三效催化剂的重要组分之一，能够有效抑制载体TiO2相变； Fe2O3作为助剂或活性成分应用于催化反应中，可以提高催化剂的活性并有较好的抗SO2性能；La2O3的加入可使催化剂获得更好的催化低温活性和稳定性。将本发明所得脱硝催化剂在固定床模拟烟气条件下进行脱硝测试，结果表明：当NO浓度为500 ppm、氨氮比为1、100000 h-1高空速比时，在250~300 ℃温度区间内，脱硝效率可达80%以上；在300~400 ℃，脱硝效率达到100%，可见，本发明催化剂的反应温度窗口宽、在低温区间具有优良的NOx脱除率。本发明所得脱销催化剂的表征结果显示，采用本发明方法制备的脱硝催化剂具有较大的比表面积、活性成分分散度好、储氧能力强等优点。
附图说明
图1是实施例1制备得到的催化剂的扫描电镜图；
图2是实施例2制备得到的催化剂的扫描电镜图；
图3是实施例3制备得到的催化剂的扫描电镜图；
图4是实施例4制备得到的催化剂的扫描电镜图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1：
本实施例制备脱硝催化剂的步骤如下：
步骤1：称取0.01mol的Ce(NO3)3•6H2O、0.003mol的Fe(NO3)3•9H2O、0.005mol的La(NO3)3•6H2O分步溶于10 ml的蒸馏水中，置于磁力搅拌器上搅拌加速溶解；
步骤2：量取0.1mol钛酸四丁酯和0.2mol无水乙醇于烧杯中混合；
步骤3：将步骤1制得的溶液缓慢加入步骤2制得的溶液中，于磁力搅拌器上搅拌成胶体；
步骤4：将胶体置于105 ℃鼓风干燥箱内烘干10h，烘干后的样品在程控式马弗炉450℃下焙烧5 h；取出研磨成40~60目粉末，制得粉末状CeO2-Fe2O3-La2O3/TiO2催化剂。该催化剂的各组分的摩尔比为：CeO2︰Fe2O3︰La2O3︰TiO2=10︰3︰5︰100。
将本实施例制得的催化剂在固定床反应器中进行模拟烟气脱硝测试，结果表明：当NO浓度为500 ppm、NH3/NO=1、O2含量为5%、100000 h-1高空速比时，在250~300 ℃温度区间内，本实施例所获得的催化剂的脱硝效率可达80%以上；在300~400 ℃时，其脱硝效率达到100%。可见，本实施例制得的催化剂的反应温度窗口宽、在低温区间具有优良的NOx脱除率。
催化剂的BET表征结果显示：本实施例所制备得到的催化剂具有较大的比表面积，可达66.302 m2/g；其扫描电镜图片如图1所示，图1表明：该催化剂的活性成分的分散度好；XPS分析显示其晶格氧Oβ的占比较高，Oβ/( Oα+Oβ+Oγ)为0.43，表明该催化剂的储氧能力较强。
实施例2：
本实施例制备脱硝催化剂的步骤如下：
步骤1：称取0.015mol的Ce(NO3)3•6H2O、0.003mol的Fe(NO3)3•9H2O、0.01mol的La(NO3)3•6H2O分步溶于10 ml的蒸馏水中，置于磁力搅拌器上搅拌加速溶解；
步骤2：量取0.1mol钛酸四丁酯、0.001mol冰乙酸和0.45mol无水乙醇于烧杯中混合；
步骤3：将步骤1制得的溶液缓慢加入步骤2制得的溶液中，于磁力搅拌器上搅拌成胶体；
步骤4：将胶体置于115 ℃鼓风干燥箱内烘干14 h，烘干后的样品在程控式马弗炉600 ℃下焙烧7h；取出研磨成40~60目粉末，得到粉末状CeO2-Fe2O3-La2O3/TiO2催化剂。该催化剂的各组分的摩尔比为：CeO2︰Fe2O3︰La2O3︰TiO2=15︰3︰10︰:100。
将本实施例制得的催化剂在固定床反应器中进行模拟烟气脱硝测试，结果表明：当NO浓度为500 ppm、NH3/NO=1、O2含量为5%、100000 h-1高空速比时，在250~300 ℃温度区间内，本实施例所获得的催化剂的脱销效率为73%；在300~400 ℃时，其脱销效率为88%左右。可见，本实施例制得的催化剂的反应温度窗口宽、在低温区间具有优良的NOx脱除率。
催化剂的BET表征结果显示：本实施例制得的催化剂的比表面积为61.031m2/g；其扫描电镜图片如图2所示，图2显示该催化剂的活性成分的分散效果较好。
实施例3：
本实施例制备脱硝催化剂的步骤如下：
步骤1：称取0.012mol的Ce(NO3)3•6H2O、0.003mol的Fe(NO3)3•9H2O、0.007mol的La(NO3)3•6H2O分步溶于10 ml的蒸馏水中，置于磁力搅拌器上搅拌加速溶解；
步骤2：量取0.1mol钛酸四丁酯、0.001mol冰乙酸、0.3mol无水乙醇于烧杯中混合；
步骤3：将步骤1制得的溶液缓慢加入步骤2制得的溶液中，于磁力搅拌器上搅拌成胶体；
步骤4：将胶体置于110 ℃鼓风干燥箱内烘干12 h，烘干后的样品在程控式马弗炉500 ℃下焙烧6h；取出研磨成40~60目粉末，得到粉末状CeO2-Fe2O3-La2O3/TiO2催化剂。该催化剂的各组分的摩尔比为：CeO2︰Fe2O3︰La2O3︰TiO2=12︰3︰7︰100。
将本实施例制得的催化剂在固定床反应器中进行模拟烟气脱硝测试，结果表明：当NO浓度为500 ppm、NH3/NO=1、O2含量为5%、100000 h-1高空速比时，在250~300 ℃温度区间内，本实施例制得的催化剂的脱销效率为75%；在300~400 ℃时，其脱销效率为90%左右。可见，本实施例制得的催化剂的反应温度窗口宽、在低温区间具有优良的NOx脱除率。
催化剂的BET表征结果显示，本实施例制得的催化剂的比表面积为63.498m2/g；其扫描电镜图片如图3所示，图3显示其活性成分的分散效果较好。
实施例4：
本实例制备脱硝催化剂的步骤如下：
步骤1：称取0.014的Ce(NO3)3•6H2O、0.003mol的Fe(NO3)3•9H2O、0.009mol的La(NO3)3•6H2O分步溶于10 ml的蒸馏水中，置于磁力搅拌器上搅拌加速溶解；
步骤2：称取0.1mol钛酸四丁酯、0.001mol冰乙酸、0.4mol无水乙醇于烧杯中混合；
步骤3：，将步骤1制得的溶液缓慢加入步骤2制得的溶液中，于磁力搅拌器上搅拌成胶体；
步骤4：将胶体置于110 ℃鼓风干燥箱内烘干13 h，烘干后的样品在程控式马弗炉550℃下焙烧6 h；取出研磨成40~60目粉末，得到粉末状CeO2-Fe2O3-La2O3/TiO2催化剂。该催化剂的各组分的摩尔比为：CeO2︰Fe2O3︰La2O3︰TiO2=14︰3︰9︰100。
将本实施例制得的催化剂在固定床反应器中进行模拟烟气脱硝测试，结果表明：当NO浓度为500 ppm、NH3/NO=1、O2含量为5%、100000 h-1高空速比时，在250~300 ℃温度区间内，本实施例所获得的催化剂的脱硝效率为77%左右；在300~400 ℃时，其脱硝效率达到89%。可见，本实施例制得的催化剂的反应温度窗口宽、在低温区间具有优良的NOx脱除率。
催化剂的BET表征结果显示：本实施例所制备得到的催化剂的比表面积为63.472 m2/g；其扫描电镜照片如图4所示，图4表明其活性成分的分散度良好；XPS分析显示该催化剂的晶格氧Oβ的占比较高，Oβ/( Oα+Oβ+Oγ)为0.40，表明该催化剂的储氧能力较强。

Claims (6)

1. 一种脱硝催化剂，其特征在于：其组分包括CeO2、Fe2O3、La2O3和TiO2，所述组分的摩尔比为：CeO2︰Fe2O3︰La2O3︰TiO2=10～15︰3︰5～10︰100。
2. 一种权利要求1的脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）称取摩尔份数为10～15份的Ce(NO3)3•6H2O、3份的Fe(NO3)3•9H2O和5～10份的La(NO3)3•6H2O溶于蒸馏水中，得到第一溶液；
（2）称取摩尔份数为100份的钛酸四丁酯和200～450份的无水乙醇进行混合，得到第二溶液；
（3）将所述第一溶液缓慢加入到所述第二溶液中进行搅拌而得到胶体；
（4）将所述胶体烘干、焙烧得到所述脱硝催化剂。
3. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述第二溶液中还含有冰乙酸。
4. 根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：在所述步骤（3）中，所述烘干的温度为105～115 ℃，烘干时间为10～14 h。
5. 根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：在所述步骤（3）中，所述焙烧的温度为450～600 ℃下，焙烧时间为5 ～7h。
6. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在所述步骤（3）中，所述焙烧的温度为450～600 ℃下，焙烧时间为5 ～7h。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107413350A (zh) * 2017-05-24 2017-12-01 内蒙古科技大学 混合稀土脱硝催化剂及其制备方法
CN107961794A (zh) * 2017-12-05 2018-04-27 内蒙古科技大学 一种稀土基高熵固溶体催化剂及其制备方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04110448A (ja) * 1990-08-31 1992-04-10 Sumitomo Metal Ind Ltd 脱硝触媒用耐熱鋼
CN100998945A (zh) * 2006-12-31 2007-07-18 哈尔滨工业大学 负载型催化剂Fe2O3－CeO2－TiO2/γ－Al2O3及其制备方法
CN101043941A (zh) * 2004-10-19 2007-09-26 千年无机化学公司 氧化钛负载金属氧化物的高活性脱nox催化剂
CN101234345A (zh) * 2008-03-06 2008-08-06 南京工业大学 一种以铝基陶瓷为载体的烟气脱硝整体式催化剂及其制备方法
CN101411984A (zh) * 2008-11-27 2009-04-22 中国科学院生态环境研究中心 用于氨选择性还原氮氧化物的其他过渡金属掺杂的铁钛复合氧化物催化剂
CN102658155A (zh) * 2012-04-28 2012-09-12 山东大学 一种负载型脱硝催化剂的制备方法
WO2012137050A1 (en) * 2011-04-04 2012-10-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas catalyst, method for the production of carrier, method for the production of exhaust gas catalyst, and apparatus for treating exhaust gas
CN103894181A (zh) * 2014-03-26 2014-07-02 北京工业大学 一种以La掺杂TiO2为载体的低温SCR催化剂及制备方法
CN103908970A (zh) * 2014-03-27 2014-07-09 台州欧信环保净化器有限公司 用于柴油车尾气处理的整体式scr蜂窝催化剂及其制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04110448A (ja) * 1990-08-31 1992-04-10 Sumitomo Metal Ind Ltd 脱硝触媒用耐熱鋼
CN101043941A (zh) * 2004-10-19 2007-09-26 千年无机化学公司 氧化钛负载金属氧化物的高活性脱nox催化剂
CN100998945A (zh) * 2006-12-31 2007-07-18 哈尔滨工业大学 负载型催化剂Fe2O3－CeO2－TiO2/γ－Al2O3及其制备方法
CN101234345A (zh) * 2008-03-06 2008-08-06 南京工业大学 一种以铝基陶瓷为载体的烟气脱硝整体式催化剂及其制备方法
CN101411984A (zh) * 2008-11-27 2009-04-22 中国科学院生态环境研究中心 用于氨选择性还原氮氧化物的其他过渡金属掺杂的铁钛复合氧化物催化剂
WO2012137050A1 (en) * 2011-04-04 2012-10-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas catalyst, method for the production of carrier, method for the production of exhaust gas catalyst, and apparatus for treating exhaust gas
CN102658155A (zh) * 2012-04-28 2012-09-12 山东大学 一种负载型脱硝催化剂的制备方法
CN103894181A (zh) * 2014-03-26 2014-07-02 北京工业大学 一种以La掺杂TiO2为载体的低温SCR催化剂及制备方法
CN103908970A (zh) * 2014-03-27 2014-07-09 台州欧信环保净化器有限公司 用于柴油车尾气处理的整体式scr蜂窝催化剂及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
宇娜娜: "稀土氧化物用于催化还原脱除NO的实验研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 *
耿春香等: "Mn-Fe-Ce/TiO2低温脱硝催化剂的制备条件优化及其表征", 《化工进展》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107413350A (zh) * 2017-05-24 2017-12-01 内蒙古科技大学 混合稀土脱硝催化剂及其制备方法
CN107961794A (zh) * 2017-12-05 2018-04-27 内蒙古科技大学 一种稀土基高熵固溶体催化剂及其制备方法

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