CN106622232A - 脱硝催化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了脱硝催化剂及其制备方法,其中,脱硝催化剂的制备方法包括:将无机粉料、添加剂和水混合并依次进行捏合、混炼、陈腐、挤制成型和烧制,得到陶瓷蜂窝体;将偏钨酸铵和硝酸锆配制成混合溶液并与草酸进行混合;将陶瓷蜂窝体放入钨锆混合液中进行超声浸渍处理,使钨锆混合液中的钨和锆负载在陶瓷蜂窝体上;将陶瓷蜂窝体进行干燥处理和第一焙烧处理,得到WO3‑ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体;将复合载体浸渍在氯铂酸溶液中进行化学镀,在其表面形成金属铂镀层;以及将表面形成有金属铂镀层的复合载体进行第二焙烧处理,得到脱硝催化剂。该脱硝催化剂具有较高的耐磨性能和耐酸性能,同时兼具脱硝和蓄热的功能,且催化活性高、稳定性好,制备成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及化工技术领域,具体而言,本发明涉及脱硝催化剂及其制备方法。
背景技术
人类活动排放的NOx90%以上来自燃料燃烧过程。各种工业炉窑、民用炉灶、机动车及其他内燃机中的燃料高温燃烧时,燃料中的含氮物质氧化生成NOx,参与燃烧的空气中的N2和O2也会生成NOx。从能源结构来看,我国的一次能源和发电能源构成中,煤占据了绝对的主导地位。并且我国80%以上的煤是直接燃烧的,特别是用于电站、工业锅炉及民用锅炉中。因此,相当长的时期内,烟气中的NOX排放是导致我国大气NOx污染的一个主要因素,如何减少固定源排放的NOX是大气环境治理的一个重要课题。
烟气脱硝属于燃烧后处理技术,许多发达国家的排烟系统都需安装烟气脱硝装置。烟气脱硝方法较多,但目前得到大量工业应用的只有选择性催化还原法和选择性非催化还原法。
我国燃煤电厂烟气灰分高,易引起催化剂磨损、堵塞、中毒等一系列问题,催化剂堵塞、中毒可通过再生恢复活性,但催化剂磨损则是催化剂物理结构的损坏,无法再生,磨损是催化剂消耗的重要因素。另外,在生产中脱硝催化剂与酸性强腐蚀介质接触,导致催化剂的腐蚀严重,并且在酸腐蚀的同时还有固体颗粒对催化剂的运动冲击现象,在长期连续使用工况下,催化剂很容易损坏。
现有的脱硝催化剂耐磨损技术普遍采用端面硬化,一定程度上提高了催化剂的耐磨性能,但我国煤质中灰分非常高,仅仅端面的硬化还不能完全解决催化剂磨损的问题,尤其在流场分布不均的情况下,催化剂会在高灰烟气的冲刷下因耐磨强度不够发生破裂、塌陷等不可再生的物理损坏。
因而,目前的脱硝催化剂仍有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出脱硝催化剂及其制备方法,该脱硝催化剂具有较高的耐磨性能和耐酸性能,同时兼具脱硝和蓄热的功能,且催化活性高、稳定性好,制备成本较低。
在本发明的第一方面,本发明提出了一种制备脱硝催化剂的方法。根据本发明的实施例,该方法包括:(1)将无机粉料、添加剂和水混合并依次进行捏合、混炼、陈腐、挤制成型和烧制,以便得到陶瓷蜂窝体;(2)将偏钨酸铵和硝酸锆配制成混合溶液并与草酸进行混合,以便得到钨锆混合液;(3)将所述陶瓷蜂窝体放入所述钨锆混合液中进行超声浸渍处理,以便使所述钨锆混合液中的钨和锆负载在所述陶瓷蜂窝体上;(4)将负载有钨和锆的陶瓷蜂窝体进行干燥处理和第一焙烧处理,以便得到WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体;(5)将所述WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体浸渍在氯铂酸溶液中,利用氨水调节pH值后,向所述氯铂酸溶液中加入水合肼进行化学镀,以便在所述WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体的表面形成金属铂镀层;以及(6)将表面形成有金属铂镀层的WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体进行第二焙烧处理,以便得到所述脱硝催化剂。
由此,根据本发明实施例的制备脱硝催化剂的方法通过采用无机粉料与添加剂和水制备得到陶瓷蜂窝体,将陶瓷蜂窝体在钨锆混合液进行超声浸渍处理,使钨和锆负载在陶瓷蜂窝体上,得到WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体,进而通过化学镀的方法在WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体的表面形成金属铂镀层,得到所述脱硝催化剂。由此制备得到的脱硝催化剂以陶瓷蜂窝体为载体,兼具蓄热功能;通过将活性成分铂采用化学镀的方法沉积在WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体表面形成致密的镀层,提高了脱硝催化剂的耐磨性能和耐酸性能,同时提高了陶瓷蜂窝体内部的光洁度,降低了阻力,使脱硝催化剂的防堵能力较强。此外,WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体表面的金属铂镀层附着牢固,不易脱落,具有较高的催化活性和稳定性,且金属铂在WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体表面均匀分散,使金属铂的利用率较高,有效降低了制备脱硝催化剂的成本。
另外,根据本发明上述实施例的制备脱硝催化剂的方法还可以具有如下附加的技术特征:
在本发明的一些实施例中,所述无机粉料包含20~30重量份的焦宝石、3~8重量份的刚玉、1~5重量份的氧化铝、8~12重量份的高岭土、15~20重量份的长石、10~20重量份的石英和10~15重量份的堇青石。由此,可以显著提高脱硝催化剂的硬度和耐磨性能。
在本发明的一些实施例中,所述钨锆混合溶液中钨和锆的摩尔比为(0.5~5):1。由此,可以显著提高脱硝催化剂的热稳定性和耐磨性能。
在本发明的一些实施例中,所述WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体上的WO3-ZrO2负载量为5~30wt%。由此,可以进一步提高脱硝催化剂的热稳定性和耐磨性能。
在本发明的一些实施例中,所述脱硝催化剂上的金属铂镀层负载量为0.01~2.0wt%。由此,可以显著提高脱硝催化剂的催化性能。
在本发明的一些实施例中,步骤(1)中,所述陈腐是在15~25摄氏度下进行24~48h完成的。
在本发明的一些实施例中,步骤(1)中,所述烧制是在1200~1400摄氏度下进行10~18h完成的。
在本发明的一些实施例中,步骤(2)中,所述钨锆混合液的pH值为5~7。由此,可以有效地使所述钨锆混合液中的钨和锆负载在所述陶瓷蜂窝体上。
在本发明的一些实施例中,步骤(3)中,所述超声浸渍处理是在15~30摄氏度下进行6~12h完成的。由此,可以进一步有效地使所述钨锆混合液中的钨和锆负载在所述陶瓷蜂窝体上。
在本发明的一些实施例中,步骤(4)中,所述干燥处理是在95~115摄氏度下进行8~15h完成的。由此,可以进一步有效地使所述钨锆混合液中的钨和锆负载在所述陶瓷蜂窝体上。
在本发明的一些实施例中,步骤(4)中,所述第一焙烧处理是在400~700摄氏度下进行5~8h完成的。由此,可以进一步有效地使所述钨锆混合液中的钨和锆负载在所述陶瓷蜂窝体上。
在本发明的一些实施例中,步骤(5),利用氨水调节所述氯铂酸溶液pH值至9.5~10.5。由此,可以有效地使金属铂在所述WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体上形成镀层。
在本发明的一些实施例中,步骤(5)中,按照下列步骤进行所述化学镀:将所述WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体浸渍在氯铂酸溶液中震荡搅拌0.5~2小时;向所述氯铂酸溶液中加入氨水,调节pH值至9.5~10.5;向调节pH值后的氯铂酸溶液中加入水合肼,并于70~90摄氏度下搅拌1~2小时,以便完成所述化学镀。由此,可以进一步有效地使金属铂在所述WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体上形成镀层。
在本发明的一些实施例中,步骤(6)中,所述第二焙烧处理是在300~700摄氏度下进行3~10h完成的。
在本发明的第二方面,本发明提出了一种脱硝催化剂。根据本发明的实施例,该脱硝催化剂由上述根据本发明实施例的制备脱硝催化剂的方法制备得到。
根据本发明的实施例,该脱硝催化剂以陶瓷蜂窝体为载体,兼具蓄热功能;该脱硝催化剂的WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体表面形成有致密的金属铂镀层,具有较高的耐磨性能和耐酸性能,同时该脱硝催化剂的陶瓷蜂窝体内部光洁度较高,阻力较低,防堵能力强。此外,该脱硝催化剂中WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体表面的金属铂镀层附着牢固,不易脱落,具有较高的催化活性和稳定性,且金属铂在WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体表面均匀分散,金属铂的利用率较高,使得该脱硝催化剂具有较低的制备成本。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明一个实施例的制备脱硝催化剂的方法流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规产品。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本发明的第一方面,本发明提出了一种制备脱硝催化剂的方法,根据本发明的实施例,该方法包括:(1)将无机粉料、添加剂和水混合并依次进行捏合、混炼、陈腐、挤制成型和烧制,以便得到陶瓷蜂窝体;(2)将偏钨酸铵和硝酸锆配制成混合溶液并与草酸进行混合,以便得到钨锆混合液;(3)将所述陶瓷蜂窝体放入所述钨锆混合液中进行超声浸渍处理,以便使所述钨锆混合液中的钨和锆负载在所述陶瓷蜂窝体上;(4)将负载有钨和锆的陶瓷蜂窝体进行干燥处理和第一焙烧处理,以便得到WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体;(5)将所述WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体浸渍在氯铂酸溶液中,利用氨水调节pH值后,向所述氯铂酸溶液中加入水合肼进行化学镀,以便在所述WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体的表面形成金属铂镀层;以及(6)将表面形成有金属铂镀层的WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体进行第二焙烧处理,以便得到所述脱硝催化剂。
下面对根据本发明实施例的制备脱硝催化剂的方法进行详细描述,参考图1,该方法包括:
S100:制备陶瓷蜂窝体
该步骤中,将无机粉料、添加剂和水混合并依次进行捏合、混炼、陈腐、挤制成型和烧制,以便得到陶瓷蜂窝体。具体地,首先将适量的无机粉末和添加剂混合,并加入适量的去离子水进行捏合炼制,得到泥料备用。泥料经陈腐后,经真空精炼、真空挤制成所需规格的蜂窝体坯料,进而将蜂窝体坯料定型、干燥后,进行烧制,得到陶瓷蜂窝体。发明人发现,通过将泥料机制成蜂窝体结构,可以使脱硝催化剂具备蓄热功能,在生产中,使本发明的脱硝催化剂在蓄热回收热量的同时,完成氮氧化物的还原反应,达到脱除烟气中氮氧化物的目的。
根据本发明的实施例,用于制备脱硝催化剂的无机粉料的种类或组成并不受特别限制,本领预计,根据本发明的具体实施例,无机粉料可以包含20~30重量份的焦宝石、3~8重量份的刚玉、1~5重量份的氧化铝、8~12重量份的高岭土、15~20重量份的长石、10~20重量份的石英和10~15重量份的堇青石。发明人发现,通过采用上述材料作为无机粉料,可以显著提高制备得到的陶瓷蜂窝体的硬度,进而提高脱硝催化剂的耐磨性能。
根据本发明的实施例,添加剂的组成并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,添加剂可以包含粘结剂、增塑保湿剂和润滑剂中的至少之一,上述添加剂的具体种类并不受特别限制,只要能够有效地制备得到陶瓷蜂窝体即可。
根据本发明的实施例,陈腐的条件并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,陈腐可以在15~25摄氏度下进行24~48h完成。发明人通过大量实验发现,在上述条件下对泥料进行陈腐,可以有效地使泥料中的不同成分混合均匀并充分反应,由此使制备得到的陶瓷蜂窝体品质较高。
根据本发明的实施例,烧制的条件并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,烧制可以在1200~1400摄氏度下进行10~18h完成。发明人通过大量实验发现,不同无机粉料所适用的烧制条件不同,对于本发明中所使用的无机粉料,在1200~1400摄氏度下进行烧制的效果最佳,由此制备得到的陶瓷蜂窝体具有较高的硬度。
S200:制备钨锆混合液
该步骤中,将偏钨酸铵和硝酸锆配制成混合溶液并与草酸进行混合,以便得到钨锆混合液。发明人发现,通过加入钨、锆元素可以显著提高脱硝催化剂的热稳定性和耐磨性能,具体地,可以通过首先配制得到上述钨锆混合液,并采用草酸将钨锆混合液调至合适的pH值,进而通过超声浸渍处理将钨、锆元素负载到陶瓷蜂窝体上。
根据本发明的实施例,钨锆混合溶液中钨和锆的摩尔比并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,钨锆混合溶液中钨和锆的摩尔比可以为(0.5~5):1。由此,可以显著提高后续制备得到的脱硝催化剂的热稳定性和耐磨性能。
根据本发明的实施例,钨锆混合液的pH值并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,钨锆混合液的pH值可以为5~7。发明人在实验中发现,如果钨锆混合液的pH值过高,将会降低后续制备得到的WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体上的WO3-ZrO2负载量,有鉴于此,发明人进行了大量实验,并从中确定了在钨锆混合液的pH值为5~7时,可以使WO3-ZrO2的负载量最佳,同时,发明人发现,相对于采用其他用于调节pH值的试剂,采用草酸调节钨锆混合液的pH值的效果最佳。
S300:超声浸渍处理
该步骤中,将陶瓷蜂窝体放入钨锆混合液中进行超声浸渍处理,以便使钨锆混合液中的钨和锆负载在陶瓷蜂窝体上。具体地,在进行超声浸渍处理之前,首先对陶瓷蜂窝体进行预处理,根据本发明的具体实施例,可以下列步骤对陶瓷蜂窝体进行预处理:先将陶瓷蜂窝体在装有0.5mol/L盐酸溶液的超声仪中清洗20~30min,取出后用去离子水冲洗10~20min后,在120摄氏度下干燥2h,由此,可以有效地提高超声浸渍处理的效率和效果,进而显著提高制备得到的脱硝催化剂的热稳定性和耐磨性能。
根据本发明的实施例,超声浸渍处理的条件并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,超声浸渍处理是在15~30摄氏度下进行6~12h完成的。由此,可以有效地使所述钨锆混合液中的钨和锆负载在所述陶瓷蜂窝体上。
S400:干燥处理、第一焙烧处理
该步骤中,将负载有钨和锆的陶瓷蜂窝体进行干燥处理和第一焙烧处理,以便得到WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体。具体地,在进行第一焙烧处理之前可以先将负载有钨和锆的陶瓷蜂窝体进行干燥处理,由此可以有效地除去陶瓷蜂窝体中的水分,进而通过第一焙烧处理,可以使钨和锆以氧化物的形式负载在陶瓷蜂窝体上。
根据本发明的具体实施例,WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体上的WO3-ZrO2负载量为5~30wt%。由此,可以显著提高脱硝催化剂的热稳定性和耐磨性能。
根据本发明的实施例,干燥处理的条件并不受特别限制,只要能够充分将陶瓷蜂窝体中的水分除去即可,根据本发明的具体实施例,干燥处理是在95~115摄氏度下进行8~15h完成的。
进一步地,对经过干燥处理的负载有钨和锆的陶瓷蜂窝体进行第一焙烧处理。根据本发明的实施例,第一焙烧处理的条件并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,第一焙烧处理可以在400~700摄氏度下进行5~8h完成。发明人发现,如果第一焙烧处理采用的温度过高,则有可能对陶瓷蜂窝体造成损坏;而如果温度过低,则无法有效地使钨和锆以氧化物的形式负载在陶瓷蜂窝体上。
S500:形成金属铂镀层
该步骤中,将WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体浸渍在氯铂酸溶液中,利用氨水调节pH值后,向氯铂酸溶液中加入水合肼进行化学镀,以便在WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体的表面形成金属铂镀层。由此通过采用化学镀的方式在WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体的表面形成具有催化脱硝功能的致密的金属铂镀层,可以进一步防止WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体脱落,提高WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体的贴附性,并提高本发明的脱硝催化剂的硬度、耐磨性能和耐酸性能,同时使陶瓷蜂窝体内部的光洁度较高,阻力较低,防堵能力较强。
根据本发明的实施例,可以利用利用氨水调节氯铂酸溶液的pH值至9.5~10.5,由此,可以显著提高铂在WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体表面形成镀层的效率。
根据本发明的实施例,具体可以按照下列步骤进行化学镀:在WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体浸渍在氯铂酸溶液中之前,首先将WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体放入超声仪中超声清洗15~30min,取出后,将WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体浸渍于等体积的氯铂酸溶液中,震荡搅拌0.5~2h,然后向氯铂酸溶液中加入氨水调pH值至9.5~10.5,再向调节pH值后的氯铂酸溶液中加入水合肼,并于70~90摄氏度下搅拌1~2小时,得到沉淀混合物,进而用去离子水将该沉淀混合物抽滤清洗数次直至滤液呈中性。发明人发现,按照上述步骤进行化学镀,可以使金属铂沉积在WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体表面形成致密的镀层,进而提高本发明的脱硝催化剂的硬度、耐磨性能和耐酸性能,同时使陶瓷蜂窝体内部的光洁度较高,阻力较低,防堵能力较强。
S600:第二焙烧处理
该步骤中,将表面形成有金属铂镀层的WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体进行第二焙烧处理,以便得到脱硝催化剂。
根据本发明的实施例,第二焙烧处理的条件并不受特别限制,根据本发明的具体实施例,第二焙烧处理可以在300~700摄氏度下进行3~10h完成。发明人发现,如果第二焙烧处理的温度过高,则有可能对陶瓷蜂窝体造成损坏。
由此,根据本发明实施例的制备脱硝催化剂的方法通过采用无机粉料与添加剂和水制备得到陶瓷蜂窝体,将陶瓷蜂窝体在钨锆混合液进行超声浸渍处理,使钨和锆负载在陶瓷蜂窝体上,得到WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体,进而通过化学镀的方法在WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体的表面形成金属铂镀层,得到所述脱硝催化剂。由此制备得到的脱硝催化剂以陶瓷蜂窝体为载体,兼具蓄热功能;通过将活性成分铂采用化学镀的方法沉积在WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体表面形成致密的镀层,提高了脱硝催化剂的耐磨性能和耐酸性能,同时提高了陶瓷蜂窝体内部的光洁度,降低了阻力,使脱硝催化剂的防堵能力较强。此外,WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体表面的金属铂镀层附着牢固,不易脱落,具有较高的催化活性和稳定性,且金属铂在WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体表面均匀分散,使金属铂的利用率较高,有效降低了制备脱硝催化剂的成本。
在本发明的第二方面,本发明提出了一种脱硝催化剂。根据本发明的实施例,该脱硝催化剂由上述根据本发明实施例的制备脱硝催化剂的方法制备得到。
根据本发明的实施例,该脱硝催化剂以陶瓷蜂窝体为载体,兼具蓄热功能;该脱硝催化剂的WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体表面形成有致密的金属铂镀层,具有较高的耐磨性能和耐酸性能,同时该脱硝催化剂的陶瓷蜂窝体内部光洁度较高,阻力较低,防堵能力强。此外,该脱硝催化剂中WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体表面的金属铂镀层附着牢固,不易脱落,具有较高的催化活性和稳定性,且金属铂在WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体表面均匀分散,金属铂的利用率较高,使得该脱硝催化剂具有较低的制备成本。
下面参考具体实施例,对本发明进行描述,需要说明的是,这些实施例仅仅是描述性的,而不以任何方式限制本发明。
实施例1
1、按照下列制备方法制备脱硝催化剂:
(1)陶瓷蜂窝体的制备
将15g焦宝石、3.75g刚玉、3g氧化铝、7.5g高岭土、12g长石、15g石英、9.75g堇青石和9g添加剂(3.92g粘结剂、2.75g增塑保湿剂、2.33g润滑剂)混合,并加入适量的去离子水进行捏合炼制,得到泥料备用。将泥块进行陈腐,陈腐环境温度为20℃,陈腐时间为36h,经真空精炼、真空挤制成所需规格的蜂窝体坯料。再将蜂窝体坯料再送入干燥机内定型、干燥,在1300℃下烧制得成品。
(2)陶瓷蜂窝体预处理
将步骤(1)所得到的陶瓷蜂窝体在装有0.5mol/L的稀盐酸溶液的超声仪器中清洗30min,取出后用去离子水冲洗15min后,120℃干燥2h,备用。
(3)WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体的制备
将64.1g偏钨酸铵、33.2g硝酸锆溶解于适量的去离子水中,并加入草酸,通过磁力搅拌加速溶解,控制溶液pH值在6左右,溶液中钨锆的摩尔比为2:1。
将步骤(2)得到的陶瓷蜂窝体放入上述得到的钨锆混合溶液中进行超声浸渍,浸渍温度25℃,浸渍时间10h,浸渍完毕后在100℃条件下干燥10h后,在600℃条件下焙烧8h,得到WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体。
(4)活性组分化学镀
将步骤(3)中得到的WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体放入超声仪器中超声清洗20min后,浸渍于0.2mol/L的氯铂酸溶液(30mL氯铂酸溶液,用去离子水稀释至与WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体等体积)中,震荡搅拌1h。加入适量氨水调节溶液pH值至10左右,加入水合肼,在80℃下搅拌1.5h,得到沉淀混合物,用去离子水反复真空抽滤清洗数次直至滤液呈中性后,在95℃干燥10h,然后在500℃条件下焙烧8h,得到脱硝催化剂。
2、脱销催化剂的活性评价
将上述脱硝催化剂通过固定床催化剂评价装置进行活性评价,空速4500h-1,烟气中NH3/NO为1,控制反应温度为180℃,脱硝催化剂的脱硝活性可达99%。
实施例2
1、按照实施例1中的制备方法制备脱硝催化剂,区别在于,步骤(3)中,溶液中钨锆的摩尔比为3:1;步骤(4)中,取氯铂酸溶液50mL并用去离子水稀释至与WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体等体积后,进行化学镀。
2、脱销催化剂的活性评价
将上述脱硝催化剂通过固定床催化剂评价装置进行活性评价,空速4500h-1,烟气中NH3/NO为1,控制反应温度为150℃,脱硝催化剂的脱硝活性可达100%。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种制备脱硝催化剂的方法,其特征在于,包括:
(1)将无机粉料、添加剂和水混合并依次进行捏合、混炼、陈腐、挤制成型和烧制,以便得到陶瓷蜂窝体;
(2)将偏钨酸铵和硝酸锆配制成混合溶液并与草酸进行混合,以便得到钨锆混合液;
(3)将所述陶瓷蜂窝体放入所述钨锆混合液中进行超声浸渍处理,以便使所述钨锆混合液中的钨和锆负载在所述陶瓷蜂窝体上;
(4)将负载有钨和锆的陶瓷蜂窝体进行干燥处理和第一焙烧处理,以便得到WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体;
(5)将所述WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体浸渍在氯铂酸溶液中,利用氨水调节pH值后,向所述氯铂酸溶液中加入水合肼进行化学镀,以便在所述WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体的表面形成金属铂镀层;以及
(6)将表面形成有金属铂镀层的WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体进行第二焙烧处理,以便得到所述脱硝催化剂。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述无机粉料包含20~30重量份的焦宝石、3~8重量份的刚玉、1~5重量份的氧化铝、8~12重量份的高岭土、15~20重量份的长石、10~20重量份的石英和10~15重量份的堇青石。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述钨锆混合溶液中钨和锆的摩尔比为(0.5~5):1,
任选地,所述WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体上的WO3-ZrO2负载量为5~30wt%,
任选地,所述脱硝催化剂上的金属铂镀层负载量为0.01~2.0wt%。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述陈腐是在15~25摄氏度下进行24~48h完成的,
任选地,步骤(1)中,所述烧制是在1200~1400摄氏度下进行10~18h完成的。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,所述钨锆混合液的pH值为5~7。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)中,所述超声浸渍处理是在15~30摄氏度下进行6~12h完成的。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(4)中,所述干燥处理是在95~115摄氏度下进行8~15h完成的,
任选地,步骤(4)中,所述第一焙烧处理是在400~700摄氏度下进行5~8h完成的。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(5),利用氨水调节所述氯铂酸溶液pH值至9.5~10.5,
任选地,根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(5)中,按照下列步骤进行所述化学镀:
将所述WO3-ZrO2/陶瓷蜂窝复合载体浸渍在氯铂酸溶液中震荡搅拌0.5~2小时;
向所述氯铂酸溶液中加入氨水,调节pH值至9.5~10.5;
向调节pH值后的氯铂酸溶液中加入水合肼,并于70~90摄氏度下搅拌1~2小时,以便完成所述化学镀。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(6)中,所述第二焙烧处理是在300~700摄氏度下进行3~10h完成的。
10.一种脱硝催化剂,其特征在于,所述脱硝催化剂是由权利要求1~9中任一项所述的方法制备得到的。
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