CN109012715A - 低温钒钛氧化物催化模块及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低温基钒钛氧化物催化模块及其制备方法。所述低温基钒钛氧化物催化模块由整体式催化剂和模块壳体构成，整体式催化剂封装在模块壳体内，整体式催化剂包括依次层叠的催化剂单元，其中催化剂单元包括载体以及嵌入载体内部且在载体的表面上均匀分布的催化剂涂层，其中载体由波纹状的瓦楞耐火纤维纸和平面状的耐火纤维纸相互粘结复合而成，其中波纹状的瓦楞耐火纤维纸由平面状的耐火纤维纸加工而得到。催化模块低温活性好，温度窗口宽，在高反应空速下对NO_x保持高的转化率，相同烟气量下催化剂用量可减少30‑40％；几何比表面积大，有利于SCR反应快速进行；体积密度低，起燃快，在减轻反应器质量的同时可大幅度缩短加热时间。

Description

低温钒钛氧化物催化模块及其制备方法

技术领域

本发明属于大气污染控制和环境催化材料领域，具体涉及一种低温钒钛氧化物催化模块及其制备方法。

背景技术

氮氧化物(NOx)是主要大气污染物之一，可引发酸雨、光化学烟雾等系列环境问题，严重危害人们的身体健康和生态环境，NOx减排是大气污染控制领域面临的严重挑战，是“十三五规划”大气环境改善的重点任务。针对不同行业，环保部门颁布了苛刻的排放标准和技术要求。对于NOx排放控制，选择性催化还原(SCR)是广泛采用的有效技术，其具有去除效率高、成本低、反应彻底等优点。

SCR技术是在一定反应温度及催化剂存在下，烟气或废气中的NOx与喷入的还原剂(NH₃、尿素等含NH₃基的物质)在催化剂表面发生SCR反应，还原剂将NOx选择性还原为N₂和H₂O，但不与O₂发生非选择性氧化。SCR技术的核心是催化剂，直接决定去除效率和排放浓度。SCR技术已成功用于电站锅炉脱硝工程，使用V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂催化剂，催化剂为中高温型，高效温度窗口为320-420℃，具有优异的NOx去除效率，通常安装在省煤器之后，以提供适合催化剂运行的烟气温度。

工业锅炉、化工、玻璃、水泥、钢铁烧结、焦化等行业，NOx排放量巨大，对排放总量有很高的贡献值，国家相继颁布了排放标准。该类行业排放的烟气、废气存在成分复杂、温度低、NOx浓度高且波动大等特点。常规SCR技术的应用存在很大弊端，需要对烟气温度进行提升，大幅度增加了投资、能耗和运行成本。因此，开发低温、高性能SCr催化剂成为当前的研究热点，具有重要的工程意义。

张晓鹏等(张晓鹏，沈伯雄.燃料化学学报，2013，41(1)：123-128)采用浸渍法制备了Mn基低温SCR催化剂，在无H₂O和SO₂下具有优异的低温活性，但通入H₂O后，催化剂活性快速降低。张先龙等(张先龙，解城华等.环境化学，2015，34(4)：614-626)采用悬浮浆液法将凹凸棒土涂覆在堇青石蜂窝载体上，然后浸渍法负载MnOx活性组分，催化剂具有较高的低温SCR活性，但水蒸气可导致活性降低。闫东杰等(闫东杰，玉亚等.燃料化学学报，2016，44(2)：232-238)利用溶胶凝胶法制备了Mn-Ce/TiO₂低温SCR催化剂，当反应气中存在SO₂时，NOx转化率由84％降至42％，活性组分MnOx发生晶化现象。专利CN 102008956公开了一种Mn-Ce-M/TiO₂低温SCR催化剂，具有较好的低温活性，但制备过程复杂，条件要求苛刻。专利CN 101028594公开了一种具有低温SCR活性的复合氧化物，利用柠檬酸络合法将Mn基活性组分负载到载体上，没有考察催化剂的抗水性能。专利102962055公开了一种钼基低温SCR催化剂粉体的制备方法，催化剂低温活性好，但需要进行成型。专利CN 10179551公开的Mn-V基蜂窝状低温SCR催化剂，对NOx的转化率在70％左右，需要考察H₂O对性能的影响。此外，专利CN 102974340、CN1777477分别公开了低温SCR催化剂，采用挤出成型得到蜂窝状整体式催化剂，催化剂具有密度大，质量重，反应器加热时间长，孔道节距大，烟气混合均匀性低，存在效率低、还原剂逃逸及催化剂利用率低等缺点。

发明内容

针对现有技术缺陷和不足，本发明在于提供一种低温基钒钛氧化物催化模块及制备方法，所述催化模块低温活性好，温度窗口宽，在高反应空速下对NO_x保持高的转化率，相同烟气量下催化剂用量可减少30-40％；几何比表面积大，有利于SCR反应快速进行；体积密度低，起燃快，在减轻反应器质量的同时可大幅度缩短加热时间。本发明的催化模块适用于低温烟气、低温废气的NO_x排放控制。

本发明的目的是公开一种低温钒钛氧化物催化模块，催化模块主要用于消除低温烟气、低温废气中的氮氧化物。

本发明的又一目的在于，提供一种上述低温钒钛氧化物催化模块的制备方法，催化模块由模块壳体和整体式催化剂构成，整体式催化剂封装在模块壳体内。

本发明采用以下技术方案实现发明目的：

一种低温基钒钛氧化物催化模块，其由整体式催化剂和模块壳体构成，所述整体式催化剂封装在所述模块壳体内，所述整体式催化剂包括依次层叠的催化剂单元，其中所述催化剂单元包括载体以及嵌入所述载体内部且在所述载体的表面上均匀分布的催化剂涂层，其中所述载体由波纹状的瓦楞耐火纤维纸和平面状的耐火纤维纸相互粘结复合而成，其中所述波纹状的瓦楞耐火纤维纸由所述平面状的耐火纤维纸加工而得到。

进一步地，所述平面状的耐火纤维纸的材质为耐高温纤维，所述耐高温纤维包括陶瓷纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、高硅氧纤维、石英纤维和莫来石纤维中的一种或任意几种，载体孔道节距根据需要自由调整。

进一步地，所述催化剂涂层包括基材、活性组分和助剂，且所述催化剂涂层的涂覆量为100-300g/L。

进一步地，所述基材为粉末状，其包括TiO₂、SiO₂、Al₂O₃、分子筛、沸石、凹凸棒土、蒙脱石和硅藻土中的一种或任意几种；所述活性组分包括V₂O₅-MoO₃、V₂O₅-WO₃或者V₂O₅-WO₃-MoO₃；且所述助剂包括Fe、Ni、Cu、Mn、Pr、Ce、Zr、Pr、S、P、F、Br、Cl、N、Li、Na和K中的一种或任意几种。

其中，活性组分V₂O₅、MoO₃和WO₃分别为对应的钒源、钼源和钨源制备得到，所述的钒源、钼源和钨源分别为对应的氧化物、单质、无机盐或有机盐。

进一步地，所述活性组分相对于所述基材的负载量分别为(0.5-15wt％)V₂O₅-(1.0-10wt％)MoO₃、(0.5-15wt％)V₂O₅-(1.0-10wt％)WO₃或者(0.5-15wt％)V₂O₅-(1.0-10wt％)WO₃(1.0-10wt％)MoO₃。

其中，文中所述的活性组分和助剂的负载量，是以粉末状的基材为基准的，即相对于粉末状的基材的负载量(如100g基材负载5g活性组分，则活性组分的负载量为5wt％)。

进一步地，所述助剂对于所述基材的负载量为0.1-10wt％。

其中，文中的所述助剂对于所述基材的负载量是以助剂的氧化物的形式计。所述助剂由对应氧化物、单质、无机盐或有机盐制备得到，例如如果Fe作为助剂，则以Fe、Fe的氧化物、Fe的无机盐或者Fe的有机盐的形式加入。

本发明还提供一种低温基钒钛氧化物催化模块的制备方法，其包括以下步骤：

步骤S1：制备催化剂单元的载体；

步骤S2：制备催化剂涂层浆液，并将所述催化剂涂层浆液均匀涂覆在所述载体上后依次进行热风干燥和焙烧从而制得催化剂单元；

步骤S3：将多个催化剂单元依次层叠从而形成整体式催化剂，再将所述整体式催化剂封装在模块壳体内，从而制得低温基钒钛氧化物催化模块。

进一步地，所述步骤S1具体包括以下步骤：将包括波纹状的瓦楞耐火纤维纸和平面状的耐火纤维纸粘结复合在一起，从而制得催化剂单元的载体，其中所述波纹状的瓦楞耐火纤维纸和所述平面状的耐火纤维纸相互粘结复合而形成供所述催化剂涂层浆液和气流通过的孔道，其中所述波纹状的瓦楞耐火纤维纸由所述平面状的耐火纤维纸加工而得到。

进一步地，所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21：向反应釜中加入去离子水并加热至40-80℃，再加入草酸或柠檬酸搅拌至完全溶解后，缓慢加入钒源，搅拌10-60min，然后依次加入钼源和/或钨源以及催化剂涂层的助剂并搅拌0.5-2h从而得到活性溶液；

步骤S22：向上述活性溶液中加入催化剂涂层的基材，接着搅拌并超声分散1-3h；

步骤S23：再依次加入粘结剂、分散剂和增稠剂搅拌1-3h，从而得到催化剂涂层浆液，其中粘结剂、分散剂和增稠剂可以同时加入也可以依次加入，例如，可以先加入粘结剂搅拌20-30min，再加入分散剂和增稠剂搅拌2h，粘结剂、分散剂和增稠剂的总共搅拌时间控制在1-3h；

步骤S24：将所述催化剂单元的载体置于催化剂涂层浆液中浸渍3-30min，取出后进行真空吹扫1-10min，再流平催化剂孔道内的催化剂涂层浆液，从而形成均匀涂覆有催化剂涂层浆液的载体；

步骤S25：将均匀涂覆有催化剂涂层浆液的载体在60-200℃的热风下干燥10-60min；

步骤S26：重复至少一次步骤S24和S25，以达到100-300g/L的催化剂涂层的涂覆量；

步骤S27：将干燥后且催化剂涂层的涂覆量达到要求的载体在300-700℃的空气中焙烧1-8h，从而得到催化剂单元。

进一步地，所述步骤S21中所述去离子水与所述催化剂涂层的基材的质量比为1：(0.2-1)，所述草酸或柠檬酸与所述钒源中的钒、所述钼源中的钼和/或所述钨源中的钨之和的摩尔比为(1-10)：1；

所述步骤S23中所述粘结剂为硅溶胶、铝溶胶、硅铝溶胶、钛溶胶和拟薄水铝石中的一种或任意几种，以固体计，所述粘结剂的加入量为所述催化剂涂层的基材的1-30wt％；

所述步骤S23中的分散剂为乙二醇、聚乙二醇、丁醇、丁二醇、异丁醇、甘油、乙二醇丁醚、丙二醇单甲醚、、脂肪醇聚氧乙烯醚、吐温-20、吐温-80、聚氨酯、改性聚氨酯、聚丙烯酸盐、聚羧酸盐、丙烯酸酯、改性聚丙烯酸酯、有机硅氧烷、聚醚改性有机硅氧烷、聚酯改性有机硅氧烷中的一种或任意几种，相对于固体计，所述分散剂的加入量为所述催化剂涂层的基材的0.1-12wt％；

所述步骤S23中所述增稠剂为纤维素、纤维素盐、纤维素醚、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、聚氨酯和改性聚氨酯中的一种或任意几种，相对于固体计，所述增稠剂的加入量为所述催化剂涂层的基材的0.1-12wt％。

与现有技术相比，本发明具有如下有意效果：

1)本发明的催化模块，制备方法简单易行，与现有催化剂制备方法相比，可大幅度降低生产成本；制备方法灵活，易于调整，可用于生产不同类型催化剂以满足不同行业的NOx排放标准；

2)本发明的催化模块，整体式催化剂载体采用耐高温纤维纸，纤维具有骨架功能，将催化剂活性涂层固定在载体上，提高了催化剂使用寿命；

3)催化剂具有较大的几何比表面积可孔隙率，提供更大的反应表面，促进活性组分的高度分散，孔道节距可根据要求自由调整；

4)催化模块密度小、热容低，为常规催化剂的60-70％，反应器重量可明显减轻；

5)催化模块可用于低温烟气和低温废气行业中的NOx消除，具有优异的低温活性，170-180℃的效率保持在90％以上，高空速下具有优异的去除效率。

附图说明

图1为本发明低温基钒钛氧化物催化模块结构示意图；

图2为本发明整体式低温基钒钛氧化物催化剂的局部剖面概略图；

图3为本发明实施例1、3、5、6和对比例的活性曲线图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非限定本发明的范围。

参照图1和图2，所述低温基钒钛氧化物催化模块由整体式催化剂20和模块壳体10构成，所述整体式催化剂20封装在所述模块壳体10内，所述整体式催化剂20包括依次层叠的催化剂单元，其中所述催化剂单元包括载体以及嵌入所述载体内部且在所述载体的表面上均匀分布的催化剂涂层201，其中所述载体由波纹状的瓦楞耐火纤维纸202和平面状的耐火纤维纸相互粘结复合而成，其中所述波纹状的瓦楞耐火纤维纸202由所述平面状的耐火纤维纸加工而得到。

本发明的低温基钒钛氧化物催化模块具有以下有益效果：

1、低温钒钛氧化物催化模块由模块壳体和整体式催化剂构成，载体基材通过层叠得到整体式载体，在表面涂覆催化剂涂层，催化剂的孔道节距可根据需要自由调整；

2、低温活性优异，温度窗口宽，质量轻，起燃时间短；

3、催化模块在高空速下具有优异的去除效率，易烟气、废气波动适应性，可节省催化剂用了，减少反应器体积；

4、几何表面积高，提供更大的反应表面，有利于还原剂和烟气的充分混合；

5、催化模块密度低，是挤出成型、常规堇青石材质催化剂的60-70％，可明显减少反应器质量；

6、制备过程简单，易工业化批量生产。

为了更好地说明本发明低温基钒钛氧化物催化模块，现提供以下实施例：

实施例1

整体式载体，载体基材为玻璃纤维瓦楞纤维纸

步骤1，反应釜中加入12.8Kg去离子水并加热到50-60℃，加入0.45Kg草酸搅拌至溶解，缓慢加入0.2Kg偏钒酸铵搅拌20-30min，然后相继加入0.37Kg七钼酸铵和0.09Kg磷酸铵，搅拌30-60min得到活性溶液；

步骤2，向活性溶液中加入5Kg TiO₂粉末，搅拌、超声分散90min，得到催化剂浆液；

步骤3，向步骤2所得浆液中加入2Kg硅溶胶(25wt％)搅拌20-30min，然后加入25g纤维素和25g PEG搅拌2h至混合均匀；

步骤4，将载体模块置于步骤3所得浆液中浸渍10min，取出后进行真空吹扫3min，120℃热风干燥30min，重复浸渍-真空吹扫-热风干燥，所得干燥后模块在480℃空气中焙烧4h；

经步骤1-4所制备的催化模块，催化剂活性涂层涂覆量为227g/L，活性涂层中V₂O₅、MoO₃和P₂O₅相对于活性涂层基材的负载量分别为3wt％、6wt％和0.6wt％。

实施例2

整体式载体，载体基材为玻璃纤维瓦楞纤维纸

步骤1，反应釜中加入12.8Kg去离子水并加热到50-60℃，加入0.45Kg草酸搅拌至溶解，缓慢加入0.2Kg偏钒酸铵搅拌20-30min，然后相继加入0.27Kg偏钨酸铵和0.03Kg硫酸铵，搅拌30-60min得到活性溶液；

步骤2，向活性溶液中加入5Kg TiO₂粉末，搅拌、超声分散90min，得到催化剂浆液；

步骤3，向步骤2所得浆液中加入2Kg硅溶胶(25wt％)搅拌20-30min，然后加入25gPVA和50g PEG搅拌2h至混合均匀；

步骤4，将载体模块置于步骤3所得浆液中浸渍10min，取出后进行真空吹扫3min，120℃热风干燥30min，重复浸渍-真空吹扫-热风干燥，所得干燥后模块在480℃空气中焙烧4h；

经步骤1-4所制备的催化模块，催化剂活性涂层涂覆量为238g/L，活性涂层中V₂O₅、WO₃和SO₂相对于活性涂层基材的负载量分别为3wt％、5wt％和0.3wt％。

实施例3

整体式载体，载体基材为陶瓷纤维瓦楞纤维纸

步骤1，反应釜中加入13.5Kg去离子水并加热到50-60℃，加入0.37Kg草酸搅拌至溶解，缓慢加入0.2Kg偏钒酸铵搅拌20-30min，然后相继加入0.18Kg七钼酸铵和0.07Kg磷酸铵，搅拌30-60min得到活性溶液；

步骤2，向活性溶液中加入5Kg TiO₂粉末，搅拌、超声分散90min，得到催化剂浆液；

步骤3，向步骤2所得浆液中加入2.4Kg硅溶胶(25wt％)搅拌20-30min，然后加入15g聚氨酯乳液和40g聚羧酸铵搅拌2h至混合均匀；

步骤4，将载体模块置于步骤3所得浆液中浸渍10min，取出后进行真空吹扫3min，120℃热风干燥30min，重复浸渍-真空吹扫-热风干燥，所得干燥后模块在480℃空气中焙烧4h；

经步骤1-4所制备的催化模块，催化剂活性涂层涂覆量为241g/L，活性涂层中V₂O₅、WO₃和P₂O₅相对于活性涂层基材的负载量分别为3wt％、4wt％和0.5wt％。

实施例4

整体式载体，载体基材为陶瓷纤维-玻璃纤维复合瓦楞纤维纸

步骤1，反应釜中加入14.2Kg去离子水并加热到50-60℃，加入0.37Kg草酸搅拌至溶解，缓慢加入0.16Kg偏钒酸铵搅拌20-30min，然后相继加入0.31Kg七钼酸铵和0.09Kg磷酸铵，搅拌30-60min得到活性溶液；

步骤2，向活性溶液中加入5Kg TiO₂粉末，搅拌、超声分散90min，得到催化剂浆液；

步骤3，向步骤2所得浆液中加入2.0Kg硅溶胶(25wt％)搅拌20-30min，然后加入25g纤维素和100g PEG搅拌2h至混合均匀；

步骤4，将载体模块置于步骤3所得浆液中浸渍10min，取出后进行真空吹扫3min，120℃热风干燥30min，重复浸渍-真空吹扫-热风干燥，所得干燥后模块在480℃空气中焙烧4h；

经步骤1-4所制备的催化模块，催化剂活性涂层涂覆量为239g/L，活性涂层中V₂O₅、MoO₃和P₂O₅相对于活性涂层基材的负载量分别为2.5wt％、5wt％和0.6wt％。

实施例5

整体式载体：高硅氧玻璃纤维基-瓦楞纤维纸基材

步骤1，反应釜中加入13.5Kg去离子水并加热到50-60℃，加入0.67Kg草酸搅拌至溶解，缓慢加入0.29Kg偏钒酸铵搅拌20-30min，然后相继加入0.31Kg七钼酸铵和0.07Kg磷酸铵，搅拌30-60min得到活性溶液；

步骤2，向活性溶液中加入5Kg TiO₂粉末，搅拌、超声分散90min，得到催化剂浆液；

步骤3，向步骤2所得浆液中加入2.4Kg硅溶胶(25wt％)搅拌20-30min，然后加入15g聚氧化乙烯和35g聚丙烯酸铵搅拌2h至混合均匀；

步骤4，将载体模块置于步骤3所得浆液中浸渍10min，取出后进行真空吹扫3min，120℃热风干燥30min，重复浸渍-真空吹扫-热风干燥，所得干燥后模块在480℃空气中焙烧4h；

经步骤1-4所制备的催化模块，催化剂活性涂层涂覆量为224g/L，活性涂层中V₂O₅、MoO₃和P₂O₅相对于活性涂层基材的负载量分别为4.5wt％、5wt％和0.5wt％。

实施例6

整体式载体：玻璃纤维基-瓦楞纤维纸基材

步骤1，反应釜中加入12.8Kg去离子水并加热到50-60℃，加入0.42Kg草酸搅拌至溶解，缓慢加入0.2Kg偏钒酸铵搅拌20-30min，然后相继加入0.37Kg七钼酸铵、0.09Kg磷酸铵和1.0Kg硝酸铈，搅拌30-60min得到活性溶液；

步骤2，向活性溶液中加入5Kg TiO₂粉末，搅拌、超声分散90min，得到催化剂浆液；

步骤3，向步骤2所得浆液中加入2.4Kg硅溶胶(25wt％)搅拌20-30min，然后加入50g改性聚氨酯和75g PEG搅拌2h至混合均匀；

步骤4，将载体模块置于步骤3所得浆液中浸渍10min，取出后进行真空吹扫3min，120℃热风干燥30min，重复浸渍-真空吹扫-热风干燥，所得干燥后模块在480℃空气中焙烧4h；

经步骤1-4所制备的催化模块，催化剂活性涂层涂覆量为235g/L，活性涂层中V₂O₅、MoO₃、P₂O₅和CeO₂相对于活性涂层基材的负载量分别为3wt％、6wt％、0.6wt％和8wt％。

对比例

载体：堇青石蜂窝陶瓷，300目

步骤1，反应釜中加入12.8Kg去离子水并加热到50-60℃，加入0.45Kg草酸搅拌至溶解，缓慢加入0.2Kg偏钒酸铵搅拌20-30min，然后相继加入0.37Kg七钼酸铵和0.09Kg磷酸铵，搅拌30-60min得到活性溶液；

步骤2，向活性溶液中加入5Kg TiO₂粉末，搅拌、超声分散90min，得到催化剂浆液；

步骤3，向步骤2所得浆液中加入2.4Kg硅溶胶(25wt％)搅拌20-30min，然后加入40g纤维素和50g PEG搅拌2h至混合均匀；

步骤4，将载体置于步骤3所得浆液中浸渍10min，取出后进行真空吹扫3min，120℃热风干燥30min，重复浸渍-真空吹扫-热风干燥，所得干燥后模块在480℃空气中焙烧4h；

经步骤1-4所制备的催化模块，催化剂活性涂层涂覆量为245g/L，活性涂层中V₂O₅、MoO₃和P₂O₅相对于活性涂层基材的负载量分别为3wt％、6wt％和0.6wt％。

测试例

将实施例1-6制备的催化模块切割取样，在固定床活性评价反应器上评价催化剂的NH₃选择性催化还原活性

反应气组成为：[NO]＝500ppm，[NH₃]＝500ppm，[O₂]＝6vol％，[SO₂]＝150ppm，[H₂O]＝5％，N₂平衡，NH₃/NOx＝1：1，空速SV＝10，000h^-1，测定不同温度点的单点转化率，每个温度点稳定30min，利用催化剂进出口浓度计算脱硝效率，如下表1所示。

表1

参见表1和图3，可以看出，相对于对比例来说，实施例1、3、5和6的低温基钒钛氧化物催化模块的脱硝效率更高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低温基钒钛氧化物催化模块，其特征在于，由整体式催化剂和模块壳体构成，所述整体式催化剂封装在所述模块壳体内，所述整体式催化剂包括依次层叠的催化剂单元，其中所述催化剂单元包括载体以及嵌入所述载体内部且在所述载体的表面上均匀分布的催化剂涂层，其中所述载体由波纹状的瓦楞耐火纤维纸和平面状的耐火纤维纸相互粘结复合而成，其中所述波纹状的瓦楞耐火纤维纸由所述平面状的耐火纤维纸加工而得到。

2.如权利要求1所述的低温基钒钛氧化物催化模块，其特征在于，所述平面状的耐火纤维纸的材质为耐高温纤维，所述耐高温纤维包括陶瓷纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、高硅氧纤维、石英纤维和莫来石纤维中的一种或任意几种。

3.如权利要求1述的低温基钒钛氧化物催化模块，其特征在于，所述催化剂涂层包括基材、活性组分和助剂，且所述催化剂涂层的涂覆量为100-300g/L。

4.如权利要求3所述的低温基钒钛氧化物催化模块，其特征在于，所述基材为粉末状，其包括TiO₂、SiO₂、Al₂O₃、分子筛、沸石、凹凸棒土、蒙脱石和硅藻土中的一种或任意几种；所述活性组分包括V₂O₅-MoO₃、V₂O₅-WO₃或者V₂O₅-WO₃-MoO₃；且所述助剂包括Fe、Ni、Cu、Mn、Pr、Ce、Zr、Pr、S、P、F、Br、Cl、N、Li、Na和K中的一种或任意几种。

5.如权利要求4所述的低温基钒钛氧化物催化模块，其特征在于，所述活性组分相对于所述基材的负载量分别为(0.5-15wt％)V₂O₅-(1.0-10wt％)MoO₃、(0.5-15wt％)V₂O₅-(1.0-10wt％)WO₃或者(0.5-15wt％)V₂O₅-(1.0-10wt％)WO₃(1.0-10wt％)MoO₃。

6.如权利要求4所述的低温基钒钛氧化物催化模块，其特征在于，所述助剂对于所述基材的负载量为0.1-10wt％。

7.一种低温基钒钛氧化物催化模块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：制备催化剂单元的载体；

步骤S2：制备催化剂涂层浆液，并将所述催化剂涂层浆液均匀涂覆在所述载体上后依次进行热风干燥和焙烧从而制得催化剂单元；

步骤S3：将多个催化剂单元依次层叠从而形成整体式催化剂，再将所述整体式催化剂封装在模块壳体内，从而制得低温基钒钛氧化物催化模块。

8.如权利要求7所述的低温基钒钛氧化物催化模块的制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：将包括波纹状的瓦楞耐火纤维纸和平面状的耐火纤维纸粘结复合在一起，从而制得催化剂单元的载体，其中所述波纹状的瓦楞耐火纤维纸和所述平面状的耐火纤维纸相互粘结复合而形成供所述催化剂涂层浆液和气流通过的孔道，其中所述波纹状的瓦楞耐火纤维纸由所述平面状的耐火纤维纸加工而得到。

9.如权利要求7所述的低温基钒钛氧化物催化模块的制备方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21：向反应釜中加入去离子水并加热至40-80℃，再加入草酸或柠檬酸搅拌至完全溶解后，缓慢加入钒源，搅拌10-60min，然后依次加入钼源和/或钨源以及催化剂涂层的助剂并搅拌0.5-2h从而得到活性溶液；

步骤S22：向上述活性溶液中加入催化剂涂层的基材，接着搅拌并超声分散1-3h；

步骤S23：再依次加入粘结剂、分散剂和增稠剂搅拌1-3h，从而得到催化剂涂层浆液；

步骤S24：将所述催化剂单元的载体置于催化剂涂层浆液中浸渍3-30min，取出后进行真空吹扫1-10min，再流平催化剂孔道内的催化剂涂层浆液，从而形成均匀涂覆有催化剂涂层浆液的载体；

步骤S25：将均匀涂覆有催化剂涂层浆液的载体在60-200℃的热风下干燥10-60min；

步骤S26：重复至少一次步骤S24和S25，以达到100-300g/L的催化剂涂层的涂覆量；

步骤S27：将干燥后且催化剂涂层的涂覆量达到要求的载体在300-700℃的空气中焙烧1-8h，从而得到催化剂单元。

10.根据权利要求9所述的低温基钒钛氧化物催化模块的制备方法，其特征在于，

所述步骤S21中所述去离子水与所述催化剂涂层的基材的质量比为1：(0.2-1)，所述草酸或柠檬酸与所述钒源中的钒、所述钼源中的钼和/或所述钨源中的钨之和的摩尔比为(1-10)：1；

所述步骤S23中所述粘结剂为硅溶胶、铝溶胶、硅铝溶胶、钛溶胶和拟薄水铝石中的一种或任意几种，以固体计，所述粘结剂的加入量为所述催化剂涂层的基材的1-30wt％；

所述步骤S23中的分散剂为乙二醇、聚乙二醇、丁醇、丁二醇、异丁醇、甘油、乙二醇丁醚、丙二醇单甲醚、、脂肪醇聚氧乙烯醚、吐温-20、吐温-80、聚氨酯、改性聚氨酯、聚丙烯酸盐、聚羧酸盐、丙烯酸酯、改性聚丙烯酸酯、有机硅氧烷、聚醚改性有机硅氧烷、聚酯改性有机硅氧烷中的一种或任意几种，相对于固体计，所述分散剂的加入量为所述催化剂涂层的基材的0.1-12wt％；

所述步骤S23中所述增稠剂为纤维素、纤维素盐、纤维素醚、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、聚氨酯和改性聚氨酯中的一种或任意几种，相对于固体计，所述增稠剂的加入量为所述催化剂涂层的基材的0.1-12wt％。