CN107252693A - 一种V2O5包覆MnO2‑γ‑Fe2O3/凹凸棒粘土低温脱硝催化剂及其制备方法 - Google Patents

一种V2O5包覆MnO2‑γ‑Fe2O3/凹凸棒粘土低温脱硝催化剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于烟气脱硝领域，尤其涉及一种V2O5包覆MnO2‑γ‑Fe2O3/凹凸棒粘土低温脱硝催化剂及其制备方法。以凹凸棒粘土为载体，负载的活性组分为γ‑Fe2O3和MnO2，最后包覆V2O5保护层，制得V2O5包覆MnO2‑γ‑Fe2O3/凹凸棒粘土低温脱硝催化剂。该催化剂具有脱硝性能高、最高活性温度低、温度区间广、抗SO2性能优异、稳定性高、价格低廉、机械强度高、易于成型的特点。

Description

一种V2O5包覆MnO2-γ-Fe2O3/凹凸棒粘土低温脱硝催化剂及其 制备方法
技术领域
本发明属于烟气脱硝领域，尤其涉及一种V2O5包覆MnO2-γ-Fe2O3/凹凸棒粘土低温脱硝催化剂及其制备方法。
背景技术
NOx是一种严重的大气污染物，主要产生于发电厂及汽车尾气，会引发酸雨、光学烟雾等众多环境污染。氨气选择性催化还原(selective catalytic reduction，NH3-SCR)被认为是目前使用最广泛而有效的烟气脱硝技术。该方法以氨气为还原气体，在催化剂的催化作用下将NOx催化还原为无毒的N2，具有脱硝效率高，装置简单，无二次污染等诸多优点。V-W-Ti系列催化剂是目前使用最多的催化剂，但该体系催化剂载体强度低，活性组分所需反应温度较高，一般在573～673K左右，最高活性温度为590～600K，且在该温度下活性组分V2O5容易挥发，造成人身伤害，同时该系列催化剂反应窗口较窄，限制了其广泛应用。因此，开发具有低温，宽活性窗口的脱硝催化剂显得十分必要。中国专利CN104772162A公开了一种以ZSM-5为载体，负载Mn、Fe、Ce、Zr等多种过渡金属的低温脱硝催化剂，该方法将Mn、Fe、Ce、Zr的硝酸盐及其醋酸盐溶于去离子水，采用浸渍法将其负载于ZSM-5上面，高温煅烧制得Ce-Zr-Mn-Fe/ZSM-5低温催化剂。但该催化剂的不足之处在于：(1)多种过渡金属的掺杂会增加催化剂的成本；(2)单纯Fe的硝酸盐前驱体的使用不能形成Fe2O3的脱硝最优晶型，影响其脱硝活性，同时较高的焙烧温度会使部分过渡金属烧结，不能形成过渡金属之间的最优组合；(3)加入的Ce不能形成均匀的Ce包覆层而有效地保护活性金属，抗SO2性能不足。
发明内容
为了解决现有烟气脱硝催化剂存在最高活性温度高、反应活性区间窄、抗SO2性能不足、催化剂载体价格昂贵、载体强度低的问题，本发明提供一种V2O5包覆MnO2-γ-Fe2O3/凹凸棒粘土低温脱硝催化剂。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种V2O5包覆MnO2-γ-Fe2O3/凹凸棒粘土低温脱硝催化剂，所述催化剂按照重量百分比其组成为：V2O5为10～40％，MnO2为1～3％，γ-Fe2O3为5～11％，凹凸棒粘土(ATP)为46～76％，该催化剂以凹凸棒粘土为载体，负载的活性组分为γ-Fe2O3和MnO2，最后包覆V2O5保护层，制得V2O5包覆MnO2-γ-Fe2O3/凹凸棒粘土低温脱硝催化剂。其中，MnO2与γ-Fe2O3的摩尔比为0.1～0.5：1。
一种V2O5包覆MnO2-γ-Fe2O3/凹凸棒粘土低温脱硝催化剂的制备方法，其具体操作步骤包括：
(1)将凹凸棒粘土充分分散于去离子水中，制得浆料；向浆料中加入等质量的FeCl3和FeSO4·7H2O，室温下充分搅拌，得到混合浆料；搅拌完成后用氨水调节pH到8～9，继续搅拌，形成分散液，加入硝酸锰溶液于分散液中，搅拌均匀，烘干，在300℃条件下焙烧2h，制得MnO2-γ-Fe2O3/ATP(简称Mn-Fe/ATP)；
(2)称取摩尔比为1～3:2～5:30～60的V2O5、苯甲醇和异丙醇并混合，90℃下冷凝回流4h，最后离心去除下层未反应的V2O5，上层液体是VOx溶胶；将步骤(1)制备的MnO2-γ-Fe2O3/ATP研磨过筛，分散于无水乙醇中，超声分散，形成分散液，将VOx溶胶加入分散液中，同时滴加去离子水控制VOx溶胶的水解，搅拌均匀后在50℃条件下老化2天，在300℃条件下焙烧3h，制得V2O5包覆MnO2-γ-Fe2O3/凹凸棒粘土低温脱硝催化剂(简称V@Mn-Fe/ATP)。
作为优选，步骤(1)中的浆料浓度为9g/100mL。
作为优选，步骤(2)中的V2O5、苯甲醇和异丙醇的摩尔比为1:4:40。
本发明的有益效果：本发明以价格低廉且大比表面积的凹凸棒粘土为载体，以γ-Fe2O3和MnO2为活性物质，最后通过控制VOx溶胶的水解制备了具有介孔壳核结构的脱硝催化剂。一方面，凹凸棒粘土含有Mg、Al、Fe成分，具有一定的脱硝能力，另一方面，凹凸棒粘土本体具有纤维状结构，有利于活性组分与反应气体的充分接触。γ-Fe2O3是Fe2O3的一种晶型，经过大量实验发现，在Fe系催化剂中，γ-Fe2O3具有最佳活性、中高温脱硝效率高、脱硝能力最突出的优点，并且还能减少N2O的生成，进一步提升了催化剂的N2选择性。MnO2降低了最高活性温度，且提高了催化剂低温活性，拓宽了催化剂低温活性区间。常规Fe2O3和/或MnO2为活性物质的催化剂不够稳定，MnO2和γ-Fe2O3能够实现优势互补，大幅度地提高了催化剂的稳定性，并且也使得催化剂的活性温度区间进一步拓宽。形成的壳核结构减少了催化剂活性金属在高温下的烧结聚集，SO2在通过核壳结构过程中会与V2O5反应，避免活性组分直接与SO2接触形成硫酸盐或者硝酸盐而失活，提升了催化剂的抗SO2性能，同时V2O5在200℃左右容易与SO2反应生成硫酸钒，提升了催化剂低温下的表面酸性，在NH3-SCR反应中，NH3作为一种碱性气体，会吸附在催化剂的酸性位上形成NH4 +，然后与NO氧化后的NO2反应形成亚硝酸盐，最后分解为无毒的N2，提高了NO转化为N2的效率。因此，本发明制备的催化剂具有脱硝性能高、最高活性温度低、温度区间广、抗SO2性能优异、稳定性高、价格低廉、机械强度高、易于成型的特点。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步地说明。
附图说明
图1为实施例4制备的Mn-Fe(0.4)/ATP的TEM图。
图2为实施例4制备的30wt％V@Mn-Fe(0.4)/ATP的TEM图。
图3为ATP、γ-Fe2O3、对比例2制备的γ-Fe2O3/ATP、实施例4制备的Mn-Fe(0.4)/ATP和30wt％V@Mn-Fe(0.4)/ATP的XRD图，其中，横坐标是2θ角度，纵坐标是衍射峰强度。
具体实施方式
本发明下面将通过参考实施例进行更详细的描述，但本发明的保护范围并不受限于这些实施例。
实施例1
将凹凸棒粘土充分分散于去离子水中，制得浓度为9g/100mL的浆料；量取100mL浆料，向浆料中分别加入0.81g的FeCl3和等量的FeSO4·7H2O，室温下充分搅拌2h，得到混合浆料；搅拌完成后用氨水调节pH到8～9，继续搅拌1h，形成分散液，加入0.14g的50wt％硝酸锰溶液于分散液中，搅拌均匀；80℃烘干，在300℃马弗炉中焙烧2h，制得MnO2-γ-Fe2O3(0.1)/ATP(简称Mn-Fe(0.1)/ATP，0.1为MnO2和γ-Fe2O3的摩尔比)。
将凹凸棒粘土充分分散于去离子水中，制得浓度为9g/100mL的浆料；量取100mL浆料，向浆料中分别加入0.81g的FeCl3和等量的FeSO4·7H2O，室温下充分搅拌2h，得到混合浆料；搅拌完成后用氨水调节pH到8～9，继续搅拌1h，形成分散液，加入0.28g的50wt％硝酸锰溶液于分散液中，搅拌均匀；80℃烘干，在300℃马弗炉中焙烧2h，制得MnO2-γ-Fe2O3(0.2)/ATP(简称Mn-Fe(0.2)/ATP，0.2为MnO2和γ-Fe2O3的摩尔比)。
将凹凸棒粘土充分分散于去离子水中，制得浓度为9g/100mL的浆料；量取100mL浆料，向浆料中分别加入0.81g的FeCl3和等量的FeSO4·7H2O，室温下充分搅拌2h，得到混合浆料；搅拌完成后用氨水调节pH到8～9，继续搅拌1h，形成分散液，加入0.42g的50wt％硝酸锰溶液于分散液中，搅拌均匀；80℃烘干，在300℃马弗炉中焙烧2h，制得MnO2-γ-Fe2O3(0.3)/ATP(简称Mn-Fe(0.3)/ATP，0.3为MnO2和γ-Fe2O3的摩尔比)。
将凹凸棒粘土充分分散于去离子水中，制得浓度为9g/100mL的浆料；量取100mL浆料，向浆料中分别加入0.81g的FeCl3和等量的FeSO4·7H2O，室温下充分搅拌2h，得到混合浆料；搅拌完成后用氨水调节pH到8～9，继续搅拌1h，形成分散液，加入0.56g的50wt％硝酸锰溶液于分散液中，搅拌均匀；80℃烘干，在300℃马弗炉中焙烧2h，制得MnO2-γ-Fe2O3(0.4)/ATP(简称Mn-Fe(0.4)/ATP，0.4为MnO2和γ-Fe2O3的摩尔比)。
将凹凸棒粘土充分分散于去离子水中，制得浓度为9g/100mL的浆料；量取100mL浆料，向浆料中分别加入0.81g的FeCl3和等量的FeSO4·7H2O，室温下充分搅拌2h，得到混合浆料；搅拌完成后用氨水调节pH到8～9，继续搅拌1h，形成分散液，加入0.71g的50wt％硝酸锰溶液于分散液中，搅拌均匀；80℃烘干，在300℃马弗炉中焙烧2h，制得MnO2-γ-Fe2O3(0.5)/ATP(简称Mn-Fe(0.5)/ATP，0.5为MnO2和γ-Fe2O3的摩尔比)。
实施例2
(1)将凹凸棒粘土充分分散于去离子水中，制得浓度为9g/100mL的浆料；量取100mL浆料，向浆料中分别加入0.81g的FeCl3和等量的FeSO4·7H2O，室温下充分搅拌2h，得到混合浆料；搅拌完成后用氨水调节pH到8～9，继续搅拌1h，形成分散液，加入0.56g的50wt％硝酸锰溶液于分散液中，搅拌均匀；80℃烘干，在300℃马弗炉中焙烧2h，制得Mn-Fe(0.4)/ATP，其中0.4为MnO2和γ-Fe2O3的摩尔比。
(2)称取1.5g的V2O5粉末、3.56g苯甲醇和19.8g异丙醇(摩尔比＝1:4:40)置于三口烧瓶中，90℃下冷凝回流4h，最后离心去除未反应的V2O5，上层液体是V2O5含量为30mg/mL的VOx溶胶。将步骤(1)制备的Mn-Fe(0.4)/ATP研磨过筛，取6g分散于无水乙醇中，超声分散30min，形成分散液，加入VOx溶胶于分散液中，同时滴加60mL去离子水控制VOx溶胶的水解，搅拌均匀后50℃老化2天，300℃焙烧3h，制得10wt％V@Mn-Fe(0.4)/ATP，其中V2O5质量为该催化剂的10％。
实施例3
(1)将凹凸棒粘土充分分散于去离子水中，制得浓度为9g/100mL的浆料；量取100mL浆料，向浆料中分别加入0.81g的FeCl3和等量的FeSO4·7H2O，室温下充分搅拌2h，得到混合浆料；搅拌完成后用氨水调节pH到8～9，继续搅拌1h，形成分散液，加入0.56g的50wt％硝酸锰溶液于分散液中，搅拌均匀；80℃烘干，在300℃马弗炉中焙烧2h，制得Mn-Fe(0.4)/ATP，其中0.4为MnO2和γ-Fe2O3的摩尔比。
(2)称取1.5g的V2O5粉末、3.56g苯甲醇和19.8g异丙醇(摩尔比＝1:4:40)置于三口烧瓶中，90℃下冷凝回流4h，最后离心去除未反应的V2O5，上层液体是V2O5含量为30mg/mL的VOx溶胶。将步骤(1)制备的Mn-Fe(0.4)/ATP研磨过筛，取3g分散于无水乙醇中，超声分散30min，形成分散液，加入VOx溶胶于分散液中，同时滴加60mL去离子水控制VOx溶胶的水解，搅拌均匀后50℃老化2天，300℃焙烧3h，制得20wt％V@Mn-Fe(0.4)/ATP，其中V2O5质量为该催化剂的20％。
实施例4
(1)将凹凸棒粘土充分分散于去离子水中，制得浓度为9g/100mL的浆料；量取100mL浆料，向浆料中分别加入0.81g的FeCl3和等量的FeSO4·7H2O，室温下充分搅拌2h，得到混合浆料；搅拌完成后用氨水调节pH到8～9，继续搅拌1h，形成分散液，加入0.56g的50wt％硝酸锰溶液于分散液中，搅拌均匀；80℃烘干，在300℃马弗炉中焙烧2h，制得Mn-Fe(0.4)/ATP，其中0.4为MnO2和γ-Fe2O3的摩尔比。
(2)称取1.5g的V2O5粉末、3.56g苯甲醇和19.8g异丙醇(摩尔比＝1:4:40)置于三口烧瓶中，90℃下冷凝回流4h，最后离心去除未反应的V2O5，上层液体是V2O5含量为30mg/mL的VOx溶胶。将步骤(1)制备的Mn-Fe(0.4)/ATP研磨过筛，取2g分散于无水乙醇中，超声分散30min，形成分散液，加入VOx溶胶于分散液中，同时滴加60mL去离子水控制VOx溶胶的水解，搅拌均匀后50℃老化2天，300℃焙烧3h，制得30wt％V@Mn-Fe(0.4)/ATP，其中V2O5质量为该催化剂的30％。
实施例5
(1)将凹凸棒粘土充分分散于去离子水中，制得浓度为9g/100mL的浆料；量取100mL浆料，向浆料中分别加入0.81g的FeCl3和等量的FeSO4·7H2O，室温下充分搅拌2h，得到混合浆料；搅拌完成后用氨水调节pH到8～9，继续搅拌1h，形成分散液，加入0.56g的50wt％硝酸锰溶液于分散液中，搅拌均匀；80℃烘干，在300℃马弗炉中焙烧2h，制得Mn-Fe(0.4)/ATP，其中0.4为MnO2和γ-Fe2O3的摩尔比。
(2)称取1.5g的V2O5粉末、3.56g苯甲醇和19.8g异丙醇(摩尔比＝1:4:40)置于三口烧瓶中，90℃下冷凝回流4h，最后离心去除未反应的V2O5，上层液体是V2O5含量为30mg/mL的VOx溶胶。将步骤(1)制备的Mn-Fe(0.4)/ATP研磨过筛，取1.5g分散于无水乙醇中，超声分散30min，形成分散液，加入VOx溶胶于分散液中，同时滴加60mL去离子水控制VOx溶胶的水解，搅拌均匀后50℃老化2天，300℃焙烧3h，制得40wt％V@Mn-Fe(0.4)/ATP，其中V2O5质量为该催化剂的40％。
对比例1
将实施例4制备催化剂步骤中的γ-Fe2O3制备过程去掉，具体操作步骤如下：
(1)将凹凸棒粘土充分分散于去离子水中，制得浓度为9g/100mL的浆料，室温下充分搅拌2h，然后用氨水调节pH到8～9，继续搅拌1h，形成分散液，加入0.56g的50wt％硝酸锰溶液于分散液中，搅拌均匀；80℃烘干，在300℃马弗炉中焙烧2h，制得MnO2/ATP。
(2)称取1.5g的V2O5粉末、3.56g苯甲醇和19.8g异丙醇(摩尔比＝1:4:40)置于三口烧瓶中，90℃下冷凝回流4h，最后离心去除未反应的V2O5，上层液体是V2O5含量为30mg/mL的VOx溶胶。将步骤(1)制备的MnO2/ATP研磨过筛，取2g分散于无水乙醇中，超声分散30min，形成分散液，加入VOx溶胶于分散液中，同时滴加60mL去离子水控制VOx溶胶的水解，搅拌均匀后50℃老化2天，300℃焙烧3h，制得V@MnO2/ATP。
对比例2
将实施例4制备催化剂步骤中的MnO2制备过程去掉，具体操作步骤如下：
(1)将凹凸棒粘土充分分散于去离子水中，制得浓度为9g/100mL的浆料；量取100mL浆料，向浆料中分别加入0.81g的FeCl3和等量的FeSO4·7H2O，室温下充分搅拌2h，得到混合浆料；搅拌完成后用氨水调节pH到8～9，继续搅拌1h，形成分散液；80℃烘干，在300℃马弗炉中焙烧2h，制得γ-Fe2O3/ATP。
(2)称取1.5g的V2O5粉末、3.56g苯甲醇和19.8g异丙醇(摩尔比＝1:4:40)置于三口烧瓶中，90℃下冷凝回流4h，最后离心去除未反应的V2O5，上层液体是V2O5含量为30mg/mL的VOx溶胶。将步骤(1)制备的γ-Fe2O3/ATP研磨过筛，取2g分散于无水乙醇中，超声分散30min，形成分散液，加入VOx溶胶于分散液中，同时滴加60mL去离子水控制VOx溶胶的水解，搅拌均匀后50℃老化2天，300℃焙烧3h，制得V@γ-Fe2O3/ATP。
对比例3
将实施例4催化剂中的FeCl3和FeSO4·7H2O前驱体用Fe(NO3)3和Fe(NO3)2·9H2O替换，具体操作步骤如下：
(1)将凹凸棒粘土充分分散于去离子水中，制得浓度为9g/100mL的浆料；量取100mL浆料，向浆料中分别加入1.21g的Fe(NO3)3和1.00g的Fe(NO3)2·9H2O，室温下充分搅拌2h，得到混合浆料；搅拌完成后用氨水调节pH到8～9，继续搅拌1h，形成分散液，分别加入0.56g的50wt％硝酸锰溶液于分散液中，搅拌均匀；80℃烘干，在300℃马弗炉中焙烧2h，制得Mn-Fe(0.4)/ATP，其中0.4为MnO2和Fe2O3的摩尔比，得到的不是γ-Fe2O3，而是普通晶型的Fe2O3；对比例3中Fe2+和Fe3+的含量与实施例4中Fe2+和Fe3+的含量相等。
(2)称取1.5g的V2O5粉末、3.56g苯甲醇和19.8g异丙醇(摩尔比＝1:4:40)置于三口烧瓶中，90℃下冷凝回流4h，最后离心去除未反应的V2O5，上层液体是V2O5含量为30mg/mL的VOx溶胶。将步骤(1)制备的Mn-Fe(0.4)/ATP研磨过筛，取2g分散于无水乙醇中，超声分散30min，形成分散液，加入VOx溶胶于分散液中，同时滴加60mL去离子水控制VOx溶胶的水解，搅拌均匀后50℃老化2天，300℃焙烧3h，制得30wt％V@Mn-Fe(0.4)/ATP，其中V2O5质量为该催化剂的30％。
对比例4
将实施例4中制备VOx溶胶的前驱体用偏钒酸铵替换，将V2O5作为活性物质，制备V2O5、MnO2、γ-Fe2O3三种成分共掺杂的脱硝催化剂，具体操作步骤如下：
(1)将凹凸棒粘土充分分散于去离子水中，制得浓度为9g/100mL的浆料；量取100mL浆料，向浆料中分别加入0.81g的FeCl3和等量的FeSO4·7H2O，室温下充分搅拌2h，得到混合浆料；搅拌完成后用氨水调节pH到8～9，继续搅拌1h，形成分散液，加入0.56g的50wt％硝酸锰溶液于分散液中，搅拌均匀；80℃烘干，在300℃马弗炉中焙烧2h，制得Mn-Fe(0.4)/ATP，其中0.4为MnO2和γ-Fe2O3的摩尔比。
(2)称取0.38g偏钒酸铵置于三口烧瓶中，加入20mL草酸溶液至偏钒酸铵全部溶解，制得偏钒酸铵分散液，将步骤(1)中制备的Mn-Fe(0.4)/ATP研磨过筛，取2g分散于去离子中，超声分散30min，加入到偏钒酸铵分散液中，搅拌均匀后80℃烘干，300℃焙烧3h，制得30wt％V2O5掺杂Mn-Fe(0.4)/ATP。其中，催化剂的活性物质是V2O5、MnO2、γ-Fe2O3。
性能测试
一、透射电镜扫描测试和X射线衍射测试：
1、将实施例4制备的Mn-Fe(0.4)/ATP和30wt％V@Mn-Fe(0.4)/ATP进行透射电镜扫描，结果如图1和2所示。图1为Mn-Fe(0.4)/ATP的TEM图，从图中可以清晰地看出在凹凸棒粘土表面被许多细微的颗粒覆盖，表明本发明成功地将MnO2、γ-Fe2O3负载在凹凸棒粘土表面；图2为30wt％V@Mn-Fe(0.4)/ATP的TEM图，从图中可以看出经过V2O5包覆的Mn-Fe(0.4)/ATP形成一层均匀的包覆膜，膜的厚度为4～6nm。
2、将ATP、γ-Fe2O3、对比例2制备的γ-Fe2O3/ATP、实施例4制备的Mn-Fe(0.4)/ATP和30wt％V@Mn-Fe(0.4)/ATP进行X射线衍射，结果如图3所示。从图3可以看出，相比于纯的凹凸棒粘土，在负载γ-Fe2O3之后，在2θ＝30.2°，35.6°，57.1°和62.9°处分别出现明显的γ-Fe2O3衍射峰。在掺杂MnO2之后可以看出在2θ＝29.1°，37.2°，43.5°处出现新的衍射峰，对应于MnO2的特征峰，说明MnO2、γ-Fe2O3以高度结晶的状态负载在凹凸棒粘土表面，也进一步说明MnO2、γ-Fe2O3被成功地负载在凹凸棒粘土表面。同时经过V2O5的包覆，在2θ＝40°之前出现了V2O5衍射峰，并结合图2发现，V2O5成功地包覆在Mn-Fe(0.4)/ATP的表面。
二、对实施例1-5和对比例1-4制备的MnO2掺杂γ-Fe2O3/ATP脱硝催化剂在SCR光催化两用固定床上进行活性测试：
量取约3mL催化剂置于固定床石英管反应器中，采用高精度质量流量计(七星华创，D07-19B型)精确控制进口气体流量，以N2作为载气，气体组成为：[NO]＝1000ppm、[NH3]＝1000ppm、SO2＝300ppm、O2＝3vol％；反应空速为45000h-1，为了测试抗SO2性，在气体中含有300ppm SO2。测试前先持续通气30min，使得催化剂吸附饱和，从而排除NOx被吸附而带来浓度的下降。使用德国凯恩公司生产的KM9106烟气分析仪检测进口浓度，得到精确的进口NOx浓度，记为[NOx]in。升温50℃，温度恒定后，检测出口NOx浓度，记为[NOx]out。按照反应温度要求，逐步升高反应温度，稳定后读取该温度下出口的NOx浓度，测量数据如表1和2所示。其中，表1为实施例1制备的催化剂的脱硝性能评价试验数据；表2为实施例1-5和对比例1-4制备的催化剂的脱硝性能评价试验数据。
脱硝效率的计算公式如下：
N2选择性的计算公式如下：
表1脱硝性能评价试验数据
备注：最高活性温度为活性最佳时对应的温度。
由表1可知，MnO2-γ-Fe2O3(0.4)/ATP脱硝性能最好。
表2脱硝性能评价试验数据
备注：最高活性温度为活性最佳时对应的温度。
由表2可知：①实施例4和对比例1数据比较发现，对比例1制备的催化剂不含γ-Fe2O3，其最高活性温度没有发生变化，实施例4和对比例2数据比较发现，对比例2制备的催化剂不含MnO2，其最高活性温度显著地升高，因此，MnO2明显地降低了催化剂的最高活性温度，并且γ-Fe2O3和MnO2的配合使用拓宽了催化剂的活性温度区间；②实施例4和对比例1数据比较发现，γ-Fe2O3明显地提高了催化剂的N2选择性；实施例4和对比例3数据比较发现，只有γ-Fe2O3才能明显地提高催化剂的N2选择性；③比较实施例4和对比例4的数据，同时也比较实施例1和实施例4的数据发现，经过V2O5包覆的催化剂在抗SO2性能方面得到了显著的提升；④实施例2-5数据表明，30wt％V@Mn-Fe(0.4)/ATP在300ppm SO2存在下能达到92.8％的最优脱硝率，脱硝性能优异。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种V2O5包覆MnO2-γ-Fe2O3/凹凸棒粘土低温脱硝催化剂，其特征在于：所述催化剂按照重量百分比其组成为：V2O5 10～40％，MnO2 1～3％，γ-Fe2O3 5～11％，凹凸棒粘土46～76％，该催化剂以凹凸棒粘土为载体，负载的活性组分为γ-Fe2O3和MnO2，最后包覆V2O5。
2.如权利要求1所述的V2O5包覆MnO2-γ-Fe2O3/凹凸棒粘土低温脱硝催化剂，其特征在于：所述MnO2与γ-Fe2O3的摩尔比为0.1～0.5:1。
3.如权利要求1所述的V2O5包覆MnO2-γ-Fe2O3/凹凸棒粘土低温脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法的具体操作步骤包括：
(1)将凹凸棒粘土充分分散于去离子水中，制得浆料；向浆料中加入等质量的FeCl3和FeSO4·7H2O，室温下充分搅拌，得到混合浆料；搅拌完成后用氨水调节pH到8～9，继续搅拌，形成分散液，加入硝酸锰溶液于分散液中，搅拌均匀，烘干，在300℃条件下焙烧2h，制得MnO2-γ-Fe2O3/ATP；
(2)称取摩尔比为1～3:2～5:30～60的V2O5、苯甲醇和异丙醇并混合，90℃下冷凝回流4h，最后离心去除下层未反应的V2O5，上层液体是VOx溶胶；将步骤(1)制备的MnO2-γ-Fe2O3/ATP研磨过筛，分散于无水乙醇中，超声分散，形成分散液，将VOx溶胶加入分散液中，同时滴加去离子水控制VOx溶胶的水解，搅拌均匀后在50℃条件下老化2天，在300℃条件下焙烧3h，制得V2O5包覆MnO2-γ-Fe2O3/凹凸棒粘土低温脱硝催化剂。
4.如权利要求3所述的V2O5包覆MnO2-γ-Fe2O3/凹凸棒粘土低温脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的浆料浓度为9g/100mL。
5.如权利要求3所述的V2O5包覆MnO2-γ-Fe2O3/凹凸棒粘土低温脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的V2O5、苯甲醇和异丙醇的摩尔比为1:4:40。
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