CN106423197A - 一种用于烟气脱硝的多元催化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于烟气脱硝的催化剂，为包括三氧化二铁、氧化铈、二氧化锰、氧化镍和二氧化钛的多元金属氧化物。本发明提供的Fe2O3‑CeO2‑MnO2‑NiO/TiO2多元金属氧化物作为SCR烟气脱硝催化剂，具有抗H2O和SO2毒化能力强、脱硝成本低等优点，还具有较高的热稳定性、较宽的温度窗口以及较好的低温脱硝活性。

Description

一种用于烟气脱硝的多元催化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及多元金属氧化物功能材料技术领域，涉及一种用于烟气脱硝的催化剂及其制备方法，尤其涉及一种用于SCR烟气脱硝的多元催化剂及其制备方法。
背景技术
煤炭在我国国民经济建设中占据着绝对的主导作用，且长期占我国一次能源消费总量的比例接近甚至高于70％。在我国煤炭消费中，80％煤炭被用作动力用煤，直接用于燃烧产生热能和动力。但煤炭是一种低品位化石燃料，其燃烧烟气中存在大量硫氧化物、氮氧化物和二氧化碳等污染物。据统计:在我国煤燃烧排放的CO、CO2、SO2、NOX和粉尘占总燃料燃烧排放量的比例依次为71％、85％、90％、70％和70％。
虽然我国对二氧化硫和粉尘的控制已取得明显成效，而相比于二氧化硫和粉尘等污染物排放总量的降低，氮氧化物排放总量却正在快速增加，据专家预测，按照目前的发展趋势，若不采取有效控制措施，到2030年氮氧化物排放量将达到3540万吨，势必给我国生态环境和国民经济造成巨大伤害。同时，氮氧化物对我国酸雨污染的贡献也呈上升趋势，酸雨中NO3 -浓度明显增加，我国部分地区的酸雨污染正逐渐由硫酸型向硫酸、硝酸复合型转变。并且，氮氧化物还具有很强的温室效应。因此，控制氮氧化物的排放，尤其控制燃煤火电厂氮氧化物的排放是大势所趋。
近年来，在多种燃煤火电厂脱硝技术中，选择性催化还原(Selective catalyticreduction，SCR)，因其脱硝效率高，相对性价比高，己成为当前我国燃煤火电厂脱硝的主流技术。选择性催化还原(SCR)脱硝主要是指在催化剂的作用下，还原剂(燃煤火电厂脱硝还原剂主要为尿素和NH3，“有选择性”地与烟气中NOX反应，生成无毒、无污染的氮气和水。
目前，我国燃煤电厂所使用的SCR脱硝催化剂均为钒钨钛系列，大都需要进口或者引用国外技术，因此SCR催化剂的初装成本和更换费用都很高。而由于脱硝温度较高(300～400℃)，只能将SCR装置布置于省煤器和空气预热器之间。但此处烟气中存在大量飞灰，含有碱金属，砷和汞等物质，不可避免地侵蚀和毒化催化剂，导致催化剂容易失活，使用寿命不长，而且烟气中成分复杂，也容易造成催化剂中毒，导致寿命衰减；同时，钒钨钛系列催化剂中钒组分易流失，会对环境和人体造成严重伤害。因此，催化剂已成为制约我国推广应用SCR脱硝技术、控制燃煤火电厂氮氧化物排放的主要因素。
因此，研究无毒、脱硝性能良好、脱硝温度窗口宽、成本廉价的SCR脱硝催化剂，尤其是脱硝温度低，抗中毒能力强的用于烟气脱硝的催化剂，在我国具有重要的现实应用意义，已成为业内一线研发人员普遍关注的焦点之一。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供了一种用于烟气脱硝的催化剂及其制备方法，尤其是一种用于SCR烟气脱硝的催化剂，本发明采用的多元脱硝催化剂，具有较宽的应用温度窗口，尤其是较好低温活性和抗硫中毒能力。
本发明提供了一种用于烟气脱硝的催化剂，为包括三氧化二铁、氧化铈、二氧化锰、氧化镍和二氧化钛的多元金属氧化物。
优选的，所述多元金属氧化物的通式为：
Fe2O3-CeO2-MnO2-NiO/TiO2；
其中，元素Fe/Ti的摩尔比为(0.02～0.6)：1；
元素Ce/Ti的摩尔比为(0.01～0.8)：1；
元素Mn/Ti的摩尔比为(0.1～0.8)：1；
元素Ni/Ti的摩尔比为(0.1～0.8)：1。
优选的，所述催化剂的粒度为50～3800目。
优选的，所述催化剂具有多孔结构；
所述催化剂的孔隙率为2.8～1600m2/g；所述催化剂的比表面积为0.009～0.39cm3/g。
本发明提供了一种用于烟气脱硝的催化剂的制备方法，包括以下步骤：
A)将可溶性铁源、可溶性铈源、可溶性锰源、可溶性镍源、二氧化钛和水混合，分散后，再烘干研磨，得到中间粉体；
B)将上述步骤得到的中间粉体煅烧后再次研磨，得到用于烟气脱硝的催化剂。
优选的，所述可溶性铁源包括二价可溶性铁源和/或三价可溶性铁源；
所述烘干的温度为80～140℃；所述烘干的时间为4～20小时；
所述烘干研磨后的粒度为35～3000目。
优选的，所述可溶性铁源包括硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁、氯化亚铁、硝酸铁和硝酸亚铁中的一种或多种；
所述可溶性铈源包括硫酸铈、氯化铈和硝酸铈中的一种或多种；
所述可溶性锰源包括硫酸锰、氯化锰和硝酸锰中的一种或多种；
所述可溶性镍源包括硫酸镍、氯化镍和硝酸镍中的一种或多种；
所述水与所述二氧化钛的质量比为(15～60)：1。
优选的，所述煅烧的温度为450～600℃；所述煅烧的时间为1～3小时；
所述再次研磨的粒度为50～3800目。
优选的，所述步骤A)具体为：
A1)将可溶性铁源、可溶性铈源、可溶性锰源、可溶性镍源和水混合得到混合溶液；
A2)向上述步骤得到的混合溶液中加入二氧化钛再次混合，分散后，再烘干研磨，得到中间粉体。
优选的，所述再次混合为搅拌混合；所述再次混合的时间为1～3小时；
所述分散为超声分散；所述分散的时间为2～10小时。
本发明提供了一种用于烟气脱硝的催化剂，为包括三氧化二铁、氧化铈、二氧化锰、氧化镍和二氧化钛的多元金属氧化物。与现有技术相比，本发明针对现有的钒钛系催化剂有毒、脱硝温度高，成本造价高等诸多问题，在众多催化剂中进行创造性选择和研究，认为铁基催化剂具有环境无毒、脱硝成本低等优点，是一种极具开发潜力的SCR脱硝催化剂，并在各种金属中进行组合，在具有较好的催化性能和稳定性的基础上，扩宽应用温度窗口，尤其是具有较好低温活性和抗硫中毒能力，最终得到了本发明的Fe2O3-CeO2-MnO2-NiO/TiO2多元金属氧化物催化剂，本发明提供的Fe-Ce-Mn-Ni-Ti催化剂，可以看成为铁基、钛基或铈基催化剂，又综合了上述催化剂的优点，各组分相互配合，弥补了原有单一催化剂的不足。其中Fe的加入能够提高脱硝催化剂的低温活性和抗硫中毒能力，但烟气中的SO2对脱硝催化剂的活性影响很大，并且针对不同催化体系的影响机制也有所不同，而且中低温脱硝活性依然不足，而本发明的多元金属氧化物有效的提高了抗毒化的综合能力；元素Ce无毒，储量丰富，而且具有优良的氧化还原性能，但低温活性和抗硫中毒能力不足，而本发明的多元金属氧化物有效的弥补了其上述缺陷。本发明提供的Fe2O3-CeO2-MnO2-NiO/TiO2多元金属氧化物作为SCR烟气脱硝催化剂，具有抗H2O和SO2毒化能力强、脱硝成本低等优点，还具有较高的热稳定性、较宽的温度窗口以及较好的低温脱硝活性。实验结果表明，本发明提供的多元金属氧化物，催化效率和催化活性温度随合成组分可调，且抗水耐硫性较好，在H2O和SO2存在的一定范围内，催化效率稳定在90％以上。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的多元金属氧化物粉末的SEM电镜照片；
图2为本发明实施例1制备的多元金属氧化物粉末的EDS能谱图；
图3为本发明实施例1制备的多元金属氧化物粉末的脱硝催化率检测图。
具体实施方式
为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。
本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用分析纯或金属复合氧化物领域常规的纯度即可。
本发明提供了一种用于烟气脱硝的催化剂，为包括三氧化二铁、氧化铈、二氧化锰、氧化镍和二氧化钛的多元金属氧化物。
本发明对所述多元金属氧化物的定义没有特别限制，以本领域技术人员熟知的多元金属氧化物或金属复合氧化物即可，本发明所述多元金属氧化物的通式或表达式优选为：Fe2O3-CeO2-MnO2-NiO/TiO2。本发明对所述多元金属氧化物催化剂的成分没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明为更有利于SCR烟气脱硝，尤其是更有利于电厂烟气的中低温SCR脱硝，所述元素Fe/Ti，即所述元素Fe与元素Ti的摩尔比优选为(0.02～0.6)：1，更优选为(0.05～0.5)：1，更优选为(0.1～0.4)：1，最优选为(0.15～0.35)：1；所述元素Ce/Ti，即所述元素Ce与元素Ti的摩尔比优选为(0.01～0.8)：1，更优选为(0.05～0.7)：1，更优选为(0.1～0.6)：1，最优选为(0.2～0.5)：1；所述元素Mn/Ti，即所述元素Mn与元素Ti的摩尔比优选为(0.1～0.8)：1，更优选为(0.2～0.7)：1，更优选为(0.3～0.6)：1，最优选为(0.4～0.5)：1；所述元素Ni/Ti，即所述元素Ni与元素Ti的摩尔比优选为(0.1～0.8)：1，更优选为(0.2～0.7)：1，更优选为(0.3～0.6)：1，最优选为(0.4～0.5)：1。
本发明对所述多元金属氧化物催化剂的形貌没有特别限制，以本领域技术人员熟知的多元金属氧化物催化剂的形貌没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述催化剂优选为纳米材料，所述催化剂的粒度优选为50～3800目，更优选为100～3000目，更优选为500～2500目，最优选为1000～2000目。本发明所述催化剂优选具有多孔结构；本发明所述催化剂优选具有多孔结构；所述催化剂的孔隙率优选为2.8～1600m2/g，更优选为15～1000m2/g，更优选为100～500m2/g，最优选为200～400m2/g；所述催化剂的比表面积优选为0.009～0.39cm3/g，更优选为0.01～0.30cm3/g，更优选为0.05～0.25cm3/g，最优选为0.1～0.2cm3/g。本发明所述用于烟气脱硝的催化剂优选用于SCR烟气脱硝的催化剂，更优选用于中低温烟气SCR脱硝的催化剂，更具体优选用于电厂烟气的中低温SCR脱硝的催化剂。本发明对所述催化剂的使用温度优选为150～300℃，更优选为175～275℃，更优选为200～250℃，最优选为210～240℃；其中低温使用温度可以为150～200℃，或者为155～195℃，或者为160～190℃，再或者为170～180℃。
本发明上述步骤提供了一种Fe-Ce-Mn-Ni-Ti金属氧化物催化剂，可以看成为铁基、钛基或铈基催化剂，又综合了上述催化剂的优点，各组分相互配合，弥补了原有单一催化剂的不足。本发明进一步对组分进行优化组合，以TiO2为载体，Fe作为中低温催化掺杂主体，稀土金属Ce、过渡金属Mn和Ni作为增强催化性能助剂，制备了多组分Fe-Ce-Mn-Ni/TiO2复合金属氧化物催化剂，各组分配比灵活可调，不仅合成成本较低，而且更加适用于电厂烟气的中低温SCR脱硝。本发明提供的Fe2O3-CeO2-MnO2-NiO/TiO2多元金属氧化物催化剂，具有抗H2O和SO2毒化能力强、脱硝成本低等优点，还具有较高的热稳定性、较宽的温度窗口以及较好的低温脱硝活性。
本发明还提供了一种用于烟气脱硝的催化剂的制备方法，包括以下步骤：
A)将可溶性铁源、可溶性铈源、可溶性锰源、可溶性镍源、二氧化钛和水混合，分散后，再烘干研磨，得到中间粉体；
B)将上述步骤得到的中间粉体煅烧后再次研磨，得到用于烟气脱硝的催化剂。
本发明对所述多元金属氧化物纳米材料的选择范围和优选原则，如无特别注明，与前述用于烟气脱硝的催化剂纳米材料的选择范围和优选原则均一致，在此不再一一赘述。
本发明首先将可溶性铁源、可溶性铈源、可溶性锰源、可溶性镍源、二氧化钛和水混合，分散后，再烘干研磨，得到中间粉体。
本发明对所述可溶性铁源没有特别限制，以本领域技术人员熟知的可溶性铁源即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述可溶性铁源优选包括二价可溶性铁源和/或三价可溶性铁源，更优选为二价可溶性铁源或三价可溶性铁源；本发明所述可溶性铁源具体优选包括硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁、氯化亚铁、硝酸铁和硝酸亚铁中的一种或多种，更具体优选为硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁、氯化亚铁、硝酸铁或硝酸亚铁，最优选为硝酸铁。本发明对所述可溶性铁源的加入量没有特别限制，以最终产品的比例为标准即可，中间过程耗损或实际投料量，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整。
本发明对所述可溶性铈源没有特别限制，以本领域技术人员熟知的可溶性铈源即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述可溶性铈源优选包括硫酸铈、氯化铈和硝酸铈中的一种或多种，更优选为硫酸铈、氯化铈或硝酸铈，最优选为硝酸铈。本发明对所述可溶性铈源的加入量没有特别限制，以最终产品的比例为标准即可，中间过程耗损或实际投料量，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整。
本发明对所述可溶性锰源没有特别限制，以本领域技术人员熟知的可溶性锰源即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述可溶性锰源优选包括硫酸锰、氯化锰和硝酸锰中的一种或多种，更优选为硫酸锰、氯化锰或硝酸锰，最优选为硝酸锰。本发明对所述可溶性锰源的加入量没有特别限制，以最终产品的比例为标准即可，中间过程耗损或实际投料量，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整。
本发明对所述可溶性镍源没有特别限制，以本领域技术人员熟知的可溶性镍源即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述可溶性镍源优选包括硫酸镍、氯化镍和硝酸镍中的一种或多种，更优选为硫酸镍、氯化镍或硝酸镍，最优选为硝酸镍。本发明对所述可溶性镍源的加入量没有特别限制，以最终产品的比例为标准即可，中间过程耗损或实际投料量，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整。
本发明对所述二氧化钛的加入量没有特别限制，以最终产品的比例为标准即可，中间过程耗损或实际投料量，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整。本发明所述水优选为去离子水；本发明对所述水的加入量没有特别限制，以最终产品的比例为标准即可，中间过程耗损或实际投料量，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述水与所述二氧化钛的质量比优选为(15～60)：1，更优选为(25～50)：1，最优选为(35～40)：1。
本发明为保证反应均匀性，提供反应效率和产品性能，上述步骤具体优选为：
A1)将可溶性铁源、可溶性铈源、可溶性锰源、可溶性镍源和水混合得到混合溶液；
A2)向上述步骤得到的混合溶液中加入二氧化钛再次混合，分散后，再烘干研磨，得到中间粉体。
本发明对所述混合的方式和条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的混合方式和条件即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述混合优选为均匀混合。本发明对所述再次混合的方式和条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的混合方式和条件即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述再次混合优选为搅拌混合，更优选为剧烈搅拌混合，所述搅拌的转速优选为100～350r/min，更优选为150～300r/min，最优选为200～250r/min；所述再次混合的时间优选为1～3小时，更优选为1.3～2.7小时，最优选为1.5～2.5小时。
本发明对所述分散的方式和条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的分散方式和条件即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述分散的方式优选为超声分散；所述分散的时间优选为2～10小时，更优选为4～8小时，最优选为5～7小时。
本发明对所述烘干的方式和条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的烘干方式和条件即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述烘干的方式优选为烘箱烘干；所述烘干的温度优选为80～140℃，更优选为90～130℃，最优选为100～120℃；所述烘干的时间优选为4～20小时，更优选为8～16小时，最优选为10～14小时。
本发明对所述研磨的方式和条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的研磨方式和条件即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述研磨的粒度优选为35～3000目，更优选为100～2500目，更优选为500～2000目，最优选为1000～1500目。
本发明最后将上述步骤得到的中间粉体煅烧后再次研磨，得到用于烟气脱硝的催化剂。
本发明对所述煅烧的方式和条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的煅烧方式和条件即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述煅烧的方式优选为马弗炉，更优选为在空气气氛下煅烧；所述煅烧的温度优选为450～600℃，更优选为425～575℃，最优选为450～550℃；所述煅烧的时间具体优选为1～3小时，更优选为1.2～2.7小时，最优选为1.5～2.5小时。
本发明对所述再次研磨的方式和条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的研磨方式和条件即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述再次研磨的粒度优选为50～3800目，更优选为100～3000目，更优选为500～2500目，最优选为1000～2000目。
本发明上述步骤提供了一种用于烟气脱硝的催化剂，即Fe2O3-CeO2-MnO2-NiO/TiO2多元金属氧化物催化剂的制备方法。本发明特别的采用水热法制备该催化剂，Fe、Ce、Mn、Ni和Ti组分会发生良好的相互作用，可使催化剂各组分的互配达到更优的效果，提高了整体金属复合氧化物催化剂的氧化还原性能，低温催化氧化NO为NO2的性能，同时有助于催化剂的晶粒细化，表面积增大，为SCR反应提供更多活性，最终促使脱硝性能大幅提升，同时提高了低温SCR脱硝活性，使得脱硝温度窗口大幅扩宽，并有效的向低温区扩展，有效的解决了现有的铁基催化剂中低温脱硝活性偏低,制备工艺不够成熟，限制了其大规模的工业应用的固有缺陷，更加适合应用于我国燃煤火电厂所排放氮氧化物的脱除。实验结果表明，本发明提供的多元金属氧化物，催化效率和催化活性温度随合成组分可调，且抗水耐硫性较好，在H2O和SO2存在的一定范围内，催化效率稳定在90％以上。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种用于烟气脱硝的催化剂及其制备方法进行详细描述，但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。
实施例1
制备摩尔比为2:2:2:1:10的Fe2O3-CeO2-MnO2-NiO/TiO2多元金属复合氧化物
将2.02g硝酸铁、2.17g硝酸铈、1.79g硝酸锰水溶液和1.79g硝酸镍，溶于50mL去离子水中，加入2g二氧化钛粉末，进行混合，剧烈搅拌1.2小时，然后超声混合6小时，放入105℃烘箱种烘干8小时，充分研磨后，放入马弗炉中，空气气氛下560℃煅烧1.8小时，研磨成粉末，得到Fe2O3-CeO2-MnO2-NiO/TiO2多元金属氧化物。
对本发明实施例1制备的多元金属氧化物进行表征。
参见图1，图1为本发明实施例1制备的多元金属氧化物粉末的SEM电镜照片。
参见图2，图2为本发明实施例1制备的多元金属氧化物粉末的EDS能谱图。
由图2可知，多元金属氧化物粉末中对应各组分的原子百分比，参见表1，表1为多元金属氧化物粉末中对应各组分的原子百分比。
表1 多元金属氧化物粉末中对应各组分的原子百分比
元素 原子百分比
O 61.52
Ti 20.42
Mn 5.00
Fe 4.33
Ni 3.49
Ce 5.24
总量: 100.00
由图2以及表1可知，本发明制备得到了具体比例可控的多元金属氧化物。
对本发明实施例1制备的多元金属氧化物纳米材料进行应用检测。
SCR脱除NO的实验装置反应器采用固定床石英管式反应器，内径为1cm，反应温度由插入反应器中的K型热电偶测量。采用钢瓶供气模拟烟气条件，烟气中包括Ar(伴随H2O)、NO/Ar、O2、SO2/Ar和NH3/Ar，气体的流量与组成由质量流量计进行控制和调节，水汽H2O由Ar通过水汽发生装置后带出，反应以Ar作为平衡气体。在反应初始阶段，先进行饱和吸附实验，即当反应器入口和出口NO、浓度达到平衡后再引入NH3进行SCR反应。
本项目测试中采用的是模拟实际烟气的配气组成：500ppm NO/Ar，500ppm NH3/Ar，(0ppm、50ppm、100ppm、200ppm)SO2/Ar，5％O2，Ar(伴随H2O(5～40g/m3))为载气。反应压力为常压，空速比为10000/h。其中NO与NH3的比例按照实际电厂运行时使用的配比方案，为1:1。
参见图3，图3为本发明实施例1制备的多元金属氧化物粉末的脱硝催化率检测图。
参见表2，表2为Fe2O3-CeO2-MnO2-NiO/TiO2多元金属氧化物在不同温度和SO2浓度下的NO还原转化率
表2 Fe2O3-CeO2-MnO2-NiO/TiO2多元金属氧化物在不同温度和SO2浓度下的NO还原转化率
由以上检测结果可知，本发明制备的多元金属氧化物，抗H2O和SO2毒化能力强，还具有较高的热稳定性、较宽的温度窗口(120～325℃)以及较好的低温脱硝活性(91％以上)。
实施例2
制备摩尔比为0.5:0.1:4:4:10的Fe2O3-CeO2-MnO2-NiO/TiO2多元金属复合氧化物
将0.169g氯化铁、0.081g氯化铈、1.27g氯化锰和2.56g氯化镍，溶于40mL去离子水中，加入1g二氧化钛粉末，进行混合，剧烈搅拌1小时，然后超声混合4小时，放入85℃烘箱种烘干4小时，充分研磨后，放入马弗炉中，空气气氛下480℃煅烧1.5小时，研磨成粉末，得到Fe2O3-CeO2-MnO2-NiO/TiO2多元金属氧化物。
对本发明实施例2制备的多元金属氧化物纳米材料进行应用检测。
方法同实施例1。
由检测结果可知，本发明制备的多元金属氧化物，抗H2O和SO2毒化能力强，还具有较高的热稳定性、较宽的温度窗口(130～315℃)以及较好的低温脱硝活性(90％)。
实施例3
制备摩尔比为2:2:1:10的Fe-Ce-Ni/TiO2多元金属复合氧化物
将22.95g硫酸铁、27.68g硫酸铈、22.85g硫酸锰和45.73g硫酸镍，溶于180mL去离子水中，加入5g二氧化钛粉末，进行混合，剧烈搅拌2小时，然后超声混合7小时，放入110℃烘箱种烘干9小时，充分研磨后，放入马弗炉中，空气气氛下520℃煅烧1.8小时，研磨成粉末，得到Fe2O3-CeO2-MnO2-NiO/TiO2多元金属氧化物。
对本发明实施例3制备的多元金属氧化物纳米材料进行应用检测。
方法同实施例1。
由检测结果可知，本发明制备的多元金属氧化物，抗H2O和SO2毒化能力强，还具有较高的热稳定性、较宽的温度窗口(125～320℃)以及较好的低温脱硝活性(90％)。
以上对本发明提供的用于SCR烟气脱硝的催化剂，特别是用于电厂烟气中低温SCR脱硝的催化剂及其制备方法。进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种用于烟气脱硝的催化剂，其特征在于，为包括三氧化二铁、氧化铈、二氧化锰、氧化镍和二氧化钛的多元金属氧化物。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述多元金属氧化物的通式为：
Fe2O3-CeO2-MnO2-NiO/TiO2；
其中，元素Fe/Ti的摩尔比为(0.02～0.6)：1；
元素Ce/Ti的摩尔比为(0.01～0.8)：1；
元素Mn/Ti的摩尔比为(0.1～0.8)：1；
元素Ni/Ti的摩尔比为(0.1～0.8)：1。
3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂的粒度为50～3800目。
4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂具有多孔结构；
所述催化剂的孔隙率为2.8～1600m2/g；所述催化剂的比表面积为0.009～0.39cm3/g。
5.一种用于烟气脱硝的催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A)将可溶性铁源、可溶性铈源、可溶性锰源、可溶性镍源、二氧化钛和水混合，分散后，再烘干研磨，得到中间粉体；
B)将上述步骤得到的中间粉体煅烧后再次研磨，得到用于烟气脱硝的催化剂。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性铁源包括二价可溶性铁源和/或三价可溶性铁源；
所述烘干的温度为80～140℃；所述烘干的时间为4～20小时；
所述烘干研磨后的粒度为35～3000目。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性铁源包括硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁、氯化亚铁、硝酸铁和硝酸亚铁中的一种或多种；
所述可溶性铈源包括硫酸铈、氯化铈和硝酸铈中的一种或多种；
所述可溶性锰源包括硫酸锰、氯化锰和硝酸锰中的一种或多种；
所述可溶性镍源包括硫酸镍、氯化镍和硝酸镍中的一种或多种；
所述水与所述二氧化钛的质量比为(15～60)：1。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为450～600℃；所述煅烧的时间为1～3小时；
所述再次研磨的粒度为50～3800目。
9.根据权利要求5～8任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A)具体为：
A1)将可溶性铁源、可溶性铈源、可溶性锰源、可溶性镍源和水混合得到混合溶液；
A2)向上述步骤得到的混合溶液中加入二氧化钛再次混合，分散后，再烘干研磨，得到中间粉体。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述再次混合为搅拌混合；所述再次混合的时间为1～3小时；
所述分散为超声分散；所述分散的时间为2～10小时。
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