CN104971719B

CN104971719B - 用于rco‑scr一体式反应的催化剂的制备方法

Info

Publication number: CN104971719B
Application number: CN201510272333.4A
Authority: CN
Inventors: 赵伟荣; 陈金胜
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Jiangsu Anqier Waste Gas Purification Co., Ltd.
Priority date: 2015-05-25
Filing date: 2015-05-25
Publication date: 2017-07-28
Anticipated expiration: 2035-05-25
Also published as: CN104971719A

Abstract

本发明涉及化学催化剂及其制备技术领域，旨在提供一种用于RCO‑SCR一体式反应的催化剂的制备方法。该催化剂是堇青石负载MgO‑CaO‑Au‑Pd/Al₂O₃粉末式催化剂的整体式催化剂，其中MgO‑CaO‑Au‑Pd/Al₂O₃粉末式催化剂是以由MgO与CaO修饰的Al₂O₃为载体的。本发明利废弃二甲胺溶液作为还原剂处理NOx，废物利用，节省了大量氨资源；通过协同效应，提高了催化剂在低温下的SCR活性；通过碱土金属氧化物MgO、CaO的修饰，增强了催化剂的抗硫性；通过两步湿浸渍制备法，使获得的催化剂分散性良好，活性位点丰富，催化活性强；将粉末式催化剂负载于蜂窝陶瓷载体上，形成整体式催化剂，增加了有效催化面积，提升了催化活性；以蜂窝陶瓷为催化剂载体，通过其蓄热性能，实现蓄热式催化氧化。

Description

用于RCO-SCR一体式反应的催化剂的制备方法

技术领域

本发明属于化学催化剂及其制备技术领域，具体涉及一种利用二甲胺为还原剂的RCO-SCR(蓄热式催化燃烧—选择性催化还原)整体式MgO-CaO-Au-Pd/Al₂O₃-堇青石催化剂及其制备方法。

背景技术

我国是合成革生产大国与使用大国，目前共有合成革企业2000多家。合成革产业已成为我国塑料行业的重点发展产业。传统的合成革制备工艺中，利用二甲基甲酰胺(DMF)为有机溶剂浸渍或涂覆基布，再用水将其置换出来。这使得生产废水中含有较高浓度的DMF，目前大部分企业主要采用精馏方法对其进行回收。然而在对精馏产生废水进行处理的过程中常常伴随着二甲胺有机废气的排放，对周围的环境造成污染。

二甲胺又称氨基二甲烷，简称DMA，结构式为CH₃NHCH₃，属于典型的仲胺类有机物。DMA是一种无色易燃气体，气味难闻，臭味阈值极低，具有明显的致癌作用，对人体和环境影响极大，且性质稳定，难以降解处理。由于DMA与氨的分子结构较为相近，二者的化学性质也有一定的相似性。DMA属于极性物质，呈弱碱性，还原性强，在某些反应中可以替代氨参与反应，如DMA可以代替NH₃还原剂进行氮氧化物的选择性催化还原反应(SCR)。

氮氧化物(NO_x)是NO、NO₂、N₂O和N₂O₅等一系列化合物的统称。随着我国今年来环保要求日益严格，NO_x排放问题被重点关注，相关技术标准与规范相继出台。2014年5月16日，环保部发布了《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2014)，对重点地区燃煤锅炉的NO_x排放标准由以前的无限制提高到了200mg/m³，燃油锅炉和燃气锅炉的标准则由400mg/m³分别提高到了200mg/m³和150mg/m³。2010年2月，环保部发布《火电厂烟气脱硝工程技术规范选择性催化还原法》(HJ562-2010)和《火电厂烟气脱硝工程技术规范选择性非催化还原法》(HJ563-2010)两则规范，指明了烟气脱硝的技术路线和施工工艺。其中选择性催化还原(SCR)法是应用最为广泛的脱硝方法。

SCR法的原理是利用还原剂的还原性能，在催化剂作用下选择性地将NO_x还原为N₂等无害物质。目前工业应用中常用的还原剂为尿素、氨水、纯氨等氨类物质，也有采用烃类物质为还原剂的研究与应用，而DMA同样可以在SCR反应中起作用。在合适的催化剂作用和一定的温度条件下，DMA会与NO_x发生RCO-SCR一体式反应，生成无害的N₂和H₂O等物质(如式1)。该反应在还原NO_x的同时，也氧化了难以处理的DMA，节省了大量的氨资源。合成革产业中DMA的产生量较大，一个年产量400万米的合成革公司，在废液中DMF回收率达到90％的条件下，DMA产生量达250t/a，将其用作SCR还原剂则每年可替代3600t氨，

式1中也可能发生副反应生成少量N₂O，

式2为竞争性反应。

DMA虽然与NH₃结构相近，但甲基的替代导致二者的极性大小、还原性强弱等性质有一定的差别，两种物质在SCR反应中所适用的条件和催化剂都有所区别。目前工业中广泛使用的，是适用于氨类还原剂的V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂催化剂。该催化剂是以V₂O₅为活性组分，以掺杂MoO₃和WO₃的TiO₂为载体，以玻璃纤维为骨架，混合炼制后挤压成蜂窝状，在300℃至350℃的温度区间可以达到90％的脱硝效率。但该催化剂并不适用于二甲胺还原过程，当钒基催化剂与二甲胺共同作用还原NO_x时，300℃至350℃的温度区间脱硝效率不到50％。其原因在于不恰当的催化剂导致SCR过程选择性较差，副反应增多，大量二甲胺自身氧化生成NO_x(如式3)：

专利CN102794099A公布了一种烟气湿式还原脱硝及无害化处理方法，通过酸性二价铁溶液吸收含NO_x烟气后，再加入还原剂与催化剂，从而实现NO_x的无害化处理。该方法反应流程复杂，处理成本过高。专利CN101940877A公布了一种烟气脱硝方法，通过选择性非催化还原与选择性催化还原两步反应进行烟气脱硝，可充分利用烟气中热量。但该方法脱硝效率不高，仅为65％。专利CN103372425A公布了一种以叶腊石为载体的SCR催化剂，具有叶腊石-钨掺杂二氧化钛(TiO₂-WO₃)-五氧化二钒(V₂O₅)三层微观结构，机械强度很高。但该催化剂只适用于以NH₃为还原剂的SCR进程，需耗费大量氨资源。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种用于RCO-SCR一体式反应的催化剂的制备方法。该方法制备获得的催化剂具有催化活性高、抗硫性强、分散性良好、活性位点丰富的优点，可用于二甲胺作为还原剂的SCR反应过程。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种用于RCO-SCR一体式反应的催化剂，该催化剂是堇青石负载MgO-CaO-Au-Pd/Al₂O₃粉末式催化剂的整体式催化剂，其中MgO-CaO-Au-Pd/Al₂O₃粉末式催化剂在堇青石中的负载量为6％；

所述的MgO-CaO-Au-Pd/Al₂O₃粉末式催化剂是以由MgO与CaO修饰的Al₂O₃为载体的；在Al₂O₃载体中，以Mg元素质量计算MgO的负载量为2％～20％，以Ca元素质量计算CaO的负载量为2％～20％，Au的负载量为0％～2％，Pd的负载量为0％～2％，且Au和Pd的负载量不同时为0。

本发明还提供了制备前述用于RCO-SCR一体式反应的催化剂的方法，所述由MgO与CaO修饰的Al₂O₃载体和MgO-CaO-Au-Pd/Al₂O₃粉末式催化剂均是通过浸渍法制备，而在堇青石上负载MgO-CaO-Au-Pd/Al₂O₃粉末式催化剂则是通过泵抽负载法实现的。

本发明所述的方法具体包括以下步骤：

(1)将可溶性的含镁化合物与可溶性的含钙化合物溶于去离子水中，加入勃姆石，充分搅拌、静置，得到悬浮液；悬浮液中Mg、Ca元素的质量分别为Al₂O₃载体的2％～20％；

(2)将悬浮液蒸发，所得残留物干燥、煅烧，得到MgO-CaO-Al₂O₃粉末式载体；

(3)将MgO-CaO-Al₂O₃粉末式载体与HAuCl₄·3H₂O晶体分散于含钯溶液中，充分搅拌、静置，得到悬浮液；悬浮液中Au的质量为Al₂O₃载体的0％～2％，Pd的质量为Al₂O₃载体的0％～2％，且Au和Pd的质量不同时为0；

(4)将步骤(3)所得悬浮液蒸发，所得残留物干燥、煅烧，即得MgO-CaO-Au-Pd/Al₂O₃粉末式催化剂；

(5)将步骤(4)所得粉末式催化剂放入蒸馏水中，搅拌，加入增稠剂形成稠状液体；然后将稠状液体负载于堇青石上，干燥，即得到堇青石负载MgO-CaO-Au-Pd/Al₂O₃的整体式催化剂，该整体式催化剂中MgO-CaO-Au-Pd/Al₂O₃粉末式催化剂的负载量为6％。

本发明中，所述可溶性的含镁化合物是六水合硝酸镁、氯化镁、硫酸镁、磷酸镁中的一种或多种；所述可溶性的含钙化合物是氯化钙、硝酸钙、或磷酸钙中的一种或多种；所述含钯溶液是二氯化钯、硝酸钯或氯钯酸钠溶液中的一种或多种。

本发明中，所述增稠剂是羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、瓜尔胶、海藻酸钠、聚乙烯醇、硅藻土或聚丙烯酰胺中的一种或多种。

本发明中，所述步骤(2)、步骤(4)和步骤(5)中的干燥温度为80～150℃，干燥时间为8～16h；所述步骤(2)和步骤(4)中煅烧温度为300～700℃，煅烧时间为4～9h。

本发明中，所制得的MgO-CaO-Au-Pd/Al₂O₃粉末式催化剂比表面积为121-172m²/g。

在上述整体式催化剂的作用下，以二甲胺选择性催化还原氮氧化物的方法优选的反应物比例二甲胺∶NO_x(摩尔比)为1:1.05～1:2；优选的反应操作温度为350℃～475℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)利用PU革行业所产生大量难处理的废弃二甲胺溶液作为还原剂处理NO_x，废物利用，节省了大量氨资源；

(2)掺杂加入Au，Pd两种贵金属，通过协同效应，提高了催化剂在低温下的SCR活性；

(3)通过碱土金属氧化物MgO、CaO的修饰，增强了催化剂的抗硫性；

(4)通过两步湿浸渍制备法，使获得的催化剂分散性良好，活性位点丰富，催化活性强；

(5)将粉末式催化剂负载于蜂窝陶瓷载体上，形成整体式催化剂，增加了有效催化面积，提升了催化活性；

(6)以蜂窝陶瓷为催化剂载体，通过其蓄热性能，实现蓄热式催化氧化。

附图说明

图1为本发明催化剂的制备流程图。

图2为实施例1-7的催化剂SCR活性评价图(以二甲胺为还原剂)。

图3为实施例1的催化剂抗SO₂性实验的结果。

图4为实施例1的二甲胺矿化效果图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来对本发明进一步详细说明，其中部分制备条件仅是作为典型情况的说明，并非是对本发明的限定。

实施例1：

(1)取11g Mg(NO₃)₂·6H₂O与4.5g CaCl₂溶于100ml去离子水中，一边搅拌一边加入一定量的勃姆石(Mg、Ca与Al₂O₃载体的质量比为5:8:100)；

(2)将所得悬浮液于100℃下蒸干水分后，于100℃干燥16h，于500℃下煅烧6h，得到5％MgO-8％CaO/Al₂O₃粉末；

(3)取12.2g上述粉末和0.04g HAuCl4·3H₂O晶体分散于100ml PdCl₂溶液(0.012mol/L)中，充分搅拌混合，得到悬浮液；

(4)将上述悬浮液于120℃下蒸干水分后，于120℃干燥8h，再于700℃煅烧4h，得到5％MgO-8％CaO-0.2％Au-1.2％Pd/Al₂O₃粉末式催化剂；

(5)将所得粉末式催化剂置于适量去离子水中，搅拌，加入适量羧甲基纤维素增稠剂形成稠状液体，通过泵抽负载的方式将上述稠状液体负载于堇青石上，于100℃干燥，即得整体式催化剂5％MgO-8％CaO-0.2％Au-1.2％Pd/Al₂O₃-堇青石，其中粉末式催化剂负载量约为6％。

经BET表征，所制备的5％MgO-8％CaO-0.2％Au-1.2％Pd/Al₂O₃粉末式催化剂比表面积为172m²/g。

在管式炉反应器内评价催化燃烧性能，催化剂用量14g(其中堇青石载体13g，负载粉末式催化剂约1g)，GHSV＝20000h^-1(体积空速：单位时间内通过单位体积催化剂床层的气体量)。反应气体成分为NO:(CH₃)₂NH:O₂:N₂＝0.1:0.1:21:78.7(其中二甲胺气体由40％二甲胺溶液鼓泡产生，并由质量流量控制器控制其浓度)，反应尾气利用气相色谱仪进行在线分析。结果表明，反应温度为350℃、375℃、400℃、425℃、450℃和475℃时，NO_x的去除率分别为24.5％、46.8％、85.3％、99.1％、98.9％和99.0％。

对该催化剂进行抗硫性能评价，反应条件同上。首先使催化剂在无SO₂条件下反应60min，然后加入20ppm SO₂，观察其NO_x去除率的改变。结果表明，通入SO₂后，NO_x去除率由99.1％降低至89.3％并保持稳定。

在反应装置废气出口处，定时抽取反应后气体，通过气相色谱仪测量其中CO₂/CO比例，并绘制成图。反应进行35min时，反应后气体中CO₂所占比例已达到99％以上。对反应尾气进行收集，通过三点比较式臭袋法测量其恶臭浓度，得出恶臭浓度为1303，低于恶臭污染物排放标准(GB14554-93)中所规定的最低标准2000。

实施例2：

(1)取2.5g MgCl₂·6H₂O与10.8g Ca(NO₃)₂·4H₂O溶于100ml去离子水中，一边搅拌一边加入一定量的勃姆石(Mg、Ca与Al₂O₃载体的质量比为2:12:100)；

(2)将所得悬浮液于80℃下蒸干水分后，于80℃干燥15h，于400℃下煅烧9h，得到2％MgO-12％CaO/Al₂O₃粉末；

(3)取9.2g上述粉末和0.06g HAuCl4·3H₂O晶体分散于100ml Pd(NO₃)₂溶液(0.012mol/L)中，充分搅拌混合，得到悬浮液；

(4)将上述悬浮液于90℃下蒸干水分后，于90℃干燥16h，再于500℃煅烧9h，得到2％MgO-12％CaO-0.4％Au-1.6％Pd/Al₂O₃粉末式催化剂；

(5)将所得粉末式催化剂置于适量去离子水中，搅拌，加入适量海藻酸钠增稠剂形成稠状液体，通过泵抽负载的方式将上述稠状液体负载于堇青石上，100℃干燥，即得整体式催化剂2％MgO-12％CaO-0.4％Au-1.6％Pd/Al₂O₃-堇青石，其中粉末式催化剂负载量约为6％。

经BET表征，所制备的2％MgO-12％CaO-0.4％Au-1.6％Pd/Al₂O₃粉末式催化剂比表面积为168m²/g。

在管式炉反应器内评价催化燃烧性能，催化剂用量14g(其中堇青石载体13g，负载粉末式催化剂约1g)，GHSV＝20000h^-1(体积空速：单位时间内通过单位体积催化剂床层的气体量)。反应气体成分为NO:(CH₃)₂NH:O₂:N₂＝0.1:0.1:21:78.7(其中二甲胺气体由40％二甲胺溶液鼓泡产生，并由质量流量控制器控制其浓度)，反应尾气利用气相色谱仪进行在线分析。结果表明，反应温度为350℃、375℃、400℃、425℃、450℃和475℃时，NO_x的去除率分别为31.47％、49.7％、96.5％、99.5％、98.9％和98.9％。

对反应尾气进行收集，通过三点比较式臭袋法测量其恶臭浓度，得出恶臭浓度为977，低于恶臭污染物排放标准(GB14554-93)中所规定的最低标准2000。

实施例3：

(1)取25g MgSO₄与4.2g CaCl₂溶于100ml去离子水中，一边搅拌一边加入一定量的勃姆石(Mg、Ca与Al₂O₃载体的质量比为8:5:100)；

(2)将所得悬浮液于110℃下蒸干水分后，于110℃干燥14h，再于600℃下煅烧4h，得到8％MgO-5％CaO/Al₂O₃粉末；

(3)取18.4g上述粉末和0.24g HAuCl4·3H₂O晶体分散于100ml Na₂PdCl₄溶液(0.0028mol/L)中，充分搅拌混合，得到悬浮液；

(4)将上述悬浮液于115℃下蒸干水分后，于115℃干燥12h，再于400℃煅烧6h，得到8％MgO-5％CaO-0.8％Au-0.2％Pd/Al₂O₃粉末式催化剂；

(5)将所得粉末式催化剂置于适量去离子水中，搅拌，加入适量硅藻土增稠剂形成稠状液体；通过泵抽负载的方式将上述稠状液体负载于堇青石上，100℃干燥，即得整体式催化剂8％MgO-5％CaO-0.8％Au-0.2％Pd/Al₂O₃-堇青石，其中粉末式催化剂负载量约为6％。

经BET表征，所制备的8％MgO-5％CaO-0.8％Au-0.2％Pd/Al₂O₃粉末式催化剂比表面积为152m²/g。

在管式炉反应器内评价催化燃烧性能，催化剂用量14g(其中堇青石载体13g，负载粉末式催化剂约1g)，GHSV＝20000h^-1(体积空速：单位时间内通过单位体积催化剂床层的气体量)。反应气体成分为NO:(CH₃)₂NH:O₂:N₂＝0.1:0.1:21:78.7(其中二甲胺气体由40％二甲胺溶液鼓泡产生，并由质量流量控制器控制其浓度)，反应尾气利用气相色谱仪进行在线分析。结果表明，反应温度为350℃、375℃、400℃、425℃、450℃和475℃时，NO_x的去除率分别为25.4％、35.7％、71.5％、95.5％、95.5％和95.7％。

实施例4：

(1)取26.1g Mg(NO₃)₂·6H₂O与14.5g Ca(NO₃)₂·4H₂O溶于100ml去离子水中，一边搅拌一边加入一定量的勃姆石(Mg、Ca与Al₂O₃载体的质量比为12:12:100)；

(2)将所得悬浮液于130℃下蒸干水分后，于130℃干燥16h，再于700℃下煅烧4h，得到12％MgO-12％CaO/Al₂O₃粉末；

(3)取14g上述粉末分散于100ml Pd(NO₃)₂溶液(0.019mol/L)中，充分搅拌混合，得到悬浮液；

(4)将上述悬浮液于80℃下蒸干水分后，于80℃干燥12h，再于700℃煅烧5h，得到12％MgO-12％CaO-2％Pd/Al₂O₃粉末式催化剂；

(5)将所得粉末式催化剂置于适量去离子水中，搅拌，加入适量聚丙烯酰胺增稠剂形成稠状液体，通过泵抽负载的方式将上述稠状液体负载于堇青石上，100℃干燥，即得整体式催化剂12％MgO-12％CaO-2％Pd/Al₂O₃-堇青石，其中粉末式催化剂负载量约为6％。

经BET表征，所制备的12％MgO-12％CaO-2％Pd/Al₂O₃粉末式催化剂比表面积为121m²/g。

在管式炉反应器内评价催化燃烧性能，催化剂用量14g(其中堇青石载体13g，负载粉末式催化剂约1g)，GHSV＝20000h^-1(体积空速：单位时间内通过单位体积催化剂床层的气体量)。反应气体成分为NO:(CH₃)₂NH:O₂:N₂＝0.1:0.1:21:78.7(其中二甲胺气体由40％二甲胺溶液鼓泡产生，并由质量流量控制器控制其浓度)，反应尾气利用气相色谱仪进行在线分析。结果表明，反应温度为350℃、375℃、400℃、425℃、450℃和475℃时，NO_x的去除率分别为27.4％、39.7％、68.5％、95.5％、94.9％和94.4％。

对反应尾气进行收集，通过三点比较式臭袋法测量其恶臭浓度，得出恶臭浓度为1303，低于恶臭污染物排放标准(GB14554-93)中所规定的最低标准2000。

实施例5：

(1)取16.7g MgSO₄·7H₂O与11.9g Ca(NO₃)·4H₂O溶于100ml去离子水中，一边搅拌一边加入一定量的勃姆石(Mg、Ca与Al₂O₃载体的质量比为16:20:100)；

(2)将所得悬浮液于80℃下蒸干水分后，于80℃干燥14h，再于500℃下煅烧6h，得到16％MgO-20％CaO/Al₂O₃粉末；

(3)取7.9g上述粉末与0.12g HAuCl₄·3H₂O分散于100ml PdCl₂溶液(0.0039mol/L)中，充分搅拌混合，得到悬浮液；

(4)将上述悬浮液于120℃下蒸干水分后，于120℃干燥12h，再于400℃煅烧9h，得到16％MgO-20％CaO-1.2％Au-0.8％Pd/Al₂O₃粉末式催化剂；

(5)将所得粉末式催化剂置于适量去离子水中，搅拌，加入适量聚乙烯醇增稠剂形成稠状液体，通过泵抽负载的方式将上述稠状液体负载于堇青石上，100℃干燥，即得整体式催化剂16％MgO-20％CaO-1.2％Au-0.8％Pd/Al₂O₃-堇青石，其中粉末式催化剂负载量约为6％。

经BET表征，所制备的16％MgO-20％CaO-1.2％Au-0.8％Pd/Al₂O₃粉末式催化剂比表面积为161m²/g。

在管式炉反应器内评价催化燃烧性能，催化剂用量14g(其中堇青石载体13g，负载粉末式催化剂约1g)，GHSV＝20000h^-1(体积空速：单位时间内通过单位体积催化剂床层的气体量)。反应气体成分为NO:(CH₃)₂NH:O₂:N₂＝0.1:0.1:21:78.7(其中二甲胺气体由40％二甲胺溶液鼓泡产生，并由质量流量控制器控制其浓度)，反应尾气利用气相色谱仪进行在线分析。结果表明，反应温度为350℃、375℃、400℃、425℃、450℃和475℃时，NO_x的去除率分别为33.4％、82.7％、95.5％、94.5％、89.9％和89.5％。

对反应尾气进行收集，通过三点比较式臭袋法测量其恶臭浓度，得出恶臭浓度为550，低于恶臭污染物排放标准(GB14554-93)中所规定的最低标准2000。

实施例6：

(1)取16.6Mg(NO₃)₂·5H₂O与0.94g CaCl₂溶于100ml去离子水中，一边搅拌一边加入一定量的勃姆石(Mg、Ca与Al₂O₃载体的质量比为20:2:100)；

(2)将所得悬浮液于100℃下蒸干水分后，于100℃干燥16h，再于500℃下煅烧6h，得到20％MgO-2％CaO/Al₂O₃粉末；

(3)取11.6g上述粉末与0.3g HAuCl₄·3H₂O分散于100ml Na₂PdCl₂溶液(0.0032mol/L)中，充分搅拌混合，得到悬浮液；

(4)将上述悬浮液于150℃下蒸干水分后，于150℃干燥8h，再于550℃煅烧5h，得到20％MgO-2％CaO-1.6％Au-0.4％Pd/Al₂O₃粉末式催化剂；

(5)将所得粉末式催化剂置于适量去离子水中，搅拌，加入适量羟乙基纤维素增稠剂形成稠状液体，通过泵抽负载的方式将上述稠状液体负载于堇青石上，120℃干燥，即得整体式催化剂20％MgO-2％CaO-1.6％Au-0.4％Pd/Al₂O₃-堇青石，其中粉末式催化剂负载量约为6％。

经BET表征，所制备的20％MgO-2％CaO-1.6％Au-0.4％Pd/Al₂O₃粉末式催化剂比表面积为158m²/g。

在管式炉反应器内评价催化燃烧性能，催化剂用量14g(其中堇青石载体13g，负载粉末式催化剂约1g)，GHSV＝20000h^-1(体积空速：单位时间内通过单位体积催化剂床层的气体量)。反应气体成分为NO:(CH₃)₂NH:O₂:N₂＝0.1:0.1:21:78.7(其中二甲胺气体由40％二甲胺溶液鼓泡产生，并由质量流量控制器控制其浓度)，反应尾气利用气相色谱仪进行在线分析。结果表明，反应温度为350℃、375℃、400℃、425℃、450℃和475℃时，NO_x的去除率分别为23.4％、35.7％、67.5％、96.5％、93.9％和92.4％。

实施例7：

(1)取14.8g Mg₃(PO₄)₂·5H₂O与24g Ca(NO₃)₂·4H₂O溶于100ml去离子水中，一边搅拌一边加入一定量的勃姆石(Mg、Ca与Al₂O₃载体的质量比为20:16:100)；

(2)将所得悬浮液于100℃下蒸干水分后，于100℃干燥16h，再于700℃下煅烧4h，得到20％MgO-16％CaO/Al₂O₃粉末；

(3)取20g上述粉末与0.5g HAuCl₄·3H₂O分散于100ml去离子水中，充分搅拌混合，得到悬浮液；

(4)将上述悬浮液于120℃下蒸干水分后，于120℃干燥16h，再于700℃煅烧4.5h，得到20％MgO-16％CaO-2％Au/Al₂O₃粉末式催化剂；

(5)将所得粉末式催化剂置于适量去离子水中，搅拌，加入适量瓜尔胶增稠剂形成稠状液体，通过泵抽负载的方式将上述稠状液体负载于堇青石上，150℃干燥，即得整体式催化剂20％MgO-16％CaO-2％Au/Al₂O₃-堇青石，其中粉末式催化剂负载量约为6％。

经BET表征，所制备的20％MgO-16％CaO-2％Au/Al₂O₃粉末式催化剂比表面积为155m²/g。

在管式炉反应器内评价催化燃烧性能，催化剂用量14g(其中堇青石载体13g，负载粉末式催化剂约1g)，GHSV＝20000h^-1(体积空速：单位时间内通过单位体积催化剂床层的气体量)。反应气体成分为NO:(CH₃)₂NH:O₂:N₂＝0.1:0.1:21:78.7(其中二甲胺气体由40％二甲胺溶液鼓泡产生，并由质量流量控制器控制其浓度)，反应尾气利用气相色谱仪进行在线分析。结果表明，反应温度为350℃、375℃、400℃、425℃、450℃和475℃时，NO_x的去除率分别为24.4％、32.7％、65.5％、93.5％、89.9％和88.4％。

Claims

1.一种用于RCO-SCR一体式反应的催化剂，其特征在于，该催化剂是堇青石负载MgO-CaO-Au-Pd/Al₂O₃粉末式催化剂的整体式催化剂，其中MgO-CaO-Au-Pd/Al₂O₃粉末式催化剂在堇青石中的负载量为6％；

所述的MgO-CaO-Au-Pd/Al₂O₃粉末式催化剂是以由MgO与CaO修饰的Al₂O₃为载体的；在Al₂O₃载体中，以Mg元素质量计算MgO的负载量为2％～20％，以Ca元素质量计算CaO的负载量为2％～20％，Au的负载量为0％～2％，Pd的负载量为0％～2％，且Au和Pd的负载量不同时为0；

所述由MgO与CaO修饰的Al₂O₃载体和MgO-CaO-Au-Pd/Al₂O₃粉末式催化剂均是通过浸渍法制备，而在堇青石上负载MgO-CaO-Au-Pd/Al₂O₃粉末式催化剂则是通过泵抽负载法实现的。

2.一种制备权利要求1所述用于RCO-SCR一体式反应的催化剂的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

（1）将可溶性的含镁化合物与可溶性的含钙化合物溶于去离子水中，加入勃姆石，充分搅拌、静置，得到悬浮液；悬浮液中Mg、Ca元素的质量分别为Al₂O₃载体的2％～20％；

（2）将悬浮液蒸发，所得残留物干燥、煅烧，得到MgO-CaO-Al₂O₃粉末式载体；

（3）将MgO-CaO-Al₂O₃粉末式载体与HAuCl₄·3H₂O晶体分散于含钯溶液中，充分搅拌、静置，得到悬浮液；悬浮液中Au的质量为Al₂O₃载体的0％～2％，Pd的质量为Al₂O₃载体的0％～2％，且Au和Pd的质量不同时为0；

（4）将步骤（3）所得悬浮液蒸发，所得残留物干燥、煅烧，即得MgO-CaO-Au-Pd/Al₂O₃粉末式催化剂；

（5）将步骤（4）所得粉末式催化剂放入蒸馏水中，搅拌，加入增稠剂形成稠状液体；然后将稠状液体负载于堇青石上，干燥，即得到堇青石负载MgO-CaO-Au-Pd/Al₂O₃的整体式催化剂，该整体式催化剂中MgO-CaO-Au-Pd/Al₂O₃粉末式催化剂的负载量为6%。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述可溶性的含镁化合物是六水合硝酸镁、氯化镁、硫酸镁、磷酸镁中的一种或多种；所述可溶性的含钙化合物是氯化钙或硝酸钙中的一种或多种；所述含钯溶液是二氯化钯、硝酸钯或氯钯酸钠溶液中的一种或多种。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述增稠剂是羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、瓜尔胶、海藻酸钠、聚乙烯醇、硅藻土或聚丙烯酰胺中的一种或多种。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）、步骤（4）和步骤（5）中的干燥温度为80～150℃，干燥时间为8～16h；所述步骤（2）和步骤（4）中煅烧温度为300～700℃，煅烧时间为4～9h。