CN109876796A - 一种铈钨复合氧化物scr脱硝催化剂及其制备方法 - Google Patents

一种铈钨复合氧化物scr脱硝催化剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109876796A
CN109876796A CN201910270767.9A CN201910270767A CN109876796A CN 109876796 A CN109876796 A CN 109876796A CN 201910270767 A CN201910270767 A CN 201910270767A CN 109876796 A CN109876796 A CN 109876796A
Authority
CN
China
Prior art keywords
denitrating
tungsten composite
catalytic reduction
cerium tungsten
selective catalytic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910270767.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109876796B (zh
Inventor
熊志波
李振壮
金晶
宁星
涂艳武
刘晶
何军飞
屈小珂
李承绪
沈翰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN201910270767.9A priority Critical patent/CN109876796B/zh
Publication of CN109876796A publication Critical patent/CN109876796A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109876796B publication Critical patent/CN109876796B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明提供一种铈钨复合氧化物SCR脱硝催化剂及其制备方法，该方法包括如下步骤：步骤1，依次将淀粉、硝酸铈/硝酸铈氨和偏钨酸铵/钨酸铵溶于去离子水中配成水溶液，将水溶液在室温下以200‑600rpm的转速持续磁力搅拌0.5～10h进行溶解和浸渍，促使水溶液中离子混合均匀，得到混合溶液Ⅰ；步骤2，向混合溶液Ⅰ中滴加一定浓度的调平碱至pH值为2～10，得到混合溶液Ⅱ；步骤3，将混合溶液Ⅱ置于烘箱中在50～90℃的温度下烘烤1～24h去除水分，而后在150～700℃的温度下引燃1～30min并去除模板，接着置于马弗炉中在300～600℃的温度下煅烧活化3～6h，冷却至室温后得到铈钨复合氧化物催化剂；该铈钨复合氧化物SCR脱硝催化剂采用上述制备方法制备得到。

Description

一种铈钨复合氧化物SCR脱硝催化剂及其制备方法
技术领域
本发明属于催化剂制备领域，具体涉及一种铈钨复合氧化物SCR脱硝催化剂及其制备方法。
背景技术
氮氧化物是世界公认的一种主要环境污染物，大量的排放将引发一系列的环境危害，如雾霾、酸雨、温室效应及光化学烟雾等，同时而且还对人的身体健康造成很大威胁(肺水肿，组织缺氧)，目前，氮氧化物的排放主要集中在燃煤电厂和汽车尾气的排放，而随着现代工业的发展，氮氧化物的排放量逐年增加，与此同时，环境保护法规对燃煤电厂的氮氧化物排放量进行了严格的规定，因此必须采取有效的措施减少氮氧化物的排放。
选择性催化还原技术(Selective catalytic reduction,SCR)是最有效的脱除火电厂等燃煤固定源尾部排放的NOx的技术，该技术原理是通过使用尿素和氨水作为还原剂将烟气氮氧化物降解为氮气和水的过程，具有脱硝效率高，技术成熟、可靠等优点。SCR技术核心为催化剂，催化剂的选取决定了整个脱硝设备的性能和成本，现阶段工业应用最广泛的SCR脱硝催化剂为V2O5-WO3(MoO3)/TiO2。该催化剂工作温度一般为300-400℃，因此需将脱硝装置布置在省煤器和除尘器之间，此时烟气中较高浓度的粉尘、重金属和SO2会使催化剂产生不同程度的失活现象，大大缩短催化剂的使用寿命，如果将SCR脱硝装置布置在除尘系统和脱硫系统之后，可解决催化剂严重失活的问题，但此时烟气温度已经降至200℃以下，若对烟气进行再加热，不仅需要消耗大量的能源，同时大大增加了脱硝成本。
由于具有良好的储氧和释氧能力及高的化学活性和热稳定性等优点，所以CeO2常被应用于脱硝催化剂的研究，而铈基催化剂研究存在的的问题是制备方法复杂、重复性差，制备成本高。制备方法对催化剂的性能具有重要的作用；前人研究表明：良好的孔隙结构和大的比表面积能够提升催化氧化反应的进行，从而增强催化剂催化脱硝性能。淀粉作为一种生物模板，具有来源广泛，成本低等优点，因此淀粉作为一种生物模板常用于构筑新型光催化剂等固体粉体，但将淀粉用于构筑催化脱硝催化剂的研究未见报道。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种铈钨复合氧化物SCR脱硝催化剂及其制备方法。
本发明提供了一种铈钨复合氧化物SCR脱硝催化剂的制备方法，具有这样的特征，包括如下步骤：步骤1，依次将淀粉、硝酸铈/硝酸铈氨和偏钨酸铵/钨酸铵溶于去离子水中配成水溶液，将水溶液在室温下以200-600rpm的转速持续磁力搅拌0.5～10h进行溶解和浸渍，促使水溶液中离子混合均匀，得到混合溶液Ⅰ；步骤2，向混合溶液Ⅰ中滴加一定浓度的调平碱至pH值为2～10，得到混合溶液Ⅱ；步骤3，将混合溶液Ⅱ置于烘箱中在50～90℃的温度下烘烤1～24h去除水分，而后在150～700℃的温度下引燃1～30min并去除模板，接着将前驱体置于马弗炉中在300～600℃的温度下煅烧活化3～6h，冷却至室温后得到铈钨复合氧化物催化剂。
在本发明提供的铈钨复合氧化物SCR脱硝催化剂的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤1中，淀粉为绿豆淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉、藕淀粉、玉米淀粉中的一种或多种。
在本发明提供的铈钨复合氧化物SCR脱硝催化剂的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤1中，混合溶液Ⅰ中的淀粉量为25～250g/L，金属离子的摩尔浓度为0.5～4mol/L。
在本发明提供的铈钨复合氧化物SCR脱硝催化剂的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤2中，调平碱为氨水、碳酸铵、碳酸氢氨的一种或多种。
在本发明提供的铈钨复合氧化物SCR脱硝催化剂的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤3中，铈钨复合氧化物催化剂中铈元素和钨元素摩尔比为0.1～10:1。
本发明还提供了一种如上述的铈钨复合氧化物SCR脱硝催化剂的制备方法制备得到的铈钨复合氧化物SCR脱硝催化剂。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的铈钨复合氧化物SCR脱硝催化剂的制备方法，采用生物模板法结合自蔓延燃烧法制备铈钨复合氧化物SCR脱硝催化剂，其铈氧化物和钨氧化物为活性组分；另外，与常规方法相比，该方法制备过程简单，可重复性好，且采用活性元素铈、钨为无毒组分，不会对人体健康和生态环境造成伤害，制备得到的催化剂通过在固定床脱硝实验台中模拟烟气条件下进行脱硝性能测试知：在高空速比条件下具有优异的中低温脱硝活性，相比于其他方法制备的铈钨催化剂，低温活性更优异，脱硝反应温度窗口宽，有助于克服了传统商用催化剂反应温度高、窗口窄的弊病，可作为脱除燃煤固定源尾部烟气氮氧化物的催化剂。
附图说明
图1是本发明的实施例中催化剂活性测试台的示意图；
图2是本发明的实施例中催化剂的脱硝活性的曲线图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。
图1是本发明的实施例中的催化剂活性测试台的示意图。
以下实施例制备得到的催化剂均采用如图1所示的催化剂活性测试台进行活性测试。
实施例一：
采用尿素共沉淀法制备铈钨复合氧化物催化剂，按金属离子的摩尔比计算，即Ce:W＝4:2。
步骤1，依次将2.9240g Ce(NO3)3·6H2O和0.8201g偏钨酸铵溶于200ml去离子水中，而后向里面加入5.7690g尿素，在室温下以200-600rpm的转速磁力搅拌进行溶解，得到混合液。
步骤2，将混合溶液倒入三口烧瓶中，并用水浴箱在90℃的温度下水浴12h后，进行静置沉淀，得到沉淀物。
步骤3，将所得的沉淀物过滤并用去离子水反复冲洗过滤，将洗涤好的沉淀前驱物置于烘干箱中在105℃的温度下干燥12h，而后置于马弗炉中在550℃的温度下煅烧活化5h，再冷却至室温得到铈钨复合氧化物催化剂A。
步骤4，对催化剂A进行压片、研磨、筛分成40～60目备用。
实施例二：
采用铈钨复合氧化物催化剂的新型制备方法，按金属离子的摩尔比计算，即Ce:W＝4:2。
步骤1，依次将0.5g红薯淀粉、2.9240g Ce(NO3)3·6H2O和0.8201g偏钨酸铵溶于去离子水中，将水溶液在室温下以200-600rpm的转速持续磁力搅拌6h进行溶解和浸渍，促使水溶液中离子混合均匀，得到混合溶液Ⅰ。
步骤2，向混合溶液Ⅰ中滴加5％氨水至pH值为7.0左右，得到混合溶液Ⅱ。
步骤3，将混合溶液Ⅱ置于烘箱中在70℃的温度下烘烤12h去除水分，而后在500℃的马弗炉中引燃3min并去除模板，接着置于马弗炉中在550℃的温度下煅烧活化5h，冷却至室温后得到铈钨复合氧化物催化剂B。
步骤4，对催化剂B进行压片、研磨、筛分成40～60目备用。
实施例三：
采用氨水共沉淀制备铈钨复合氧化物催化剂，按金属离子的摩尔比计算，即Ce:W＝4:2。
步骤1，依次将2.9240g Ce(NO3)3·6H2O和0.8201g偏钨酸铵依次溶于200ml去离子水中，得到混合溶液Ⅰ。
步骤2，在混合溶液Ⅰ中逐步加入2mol/L氨水至最终pH为9～11，得到沉淀前驱物。
步骤3，采用去离子水洗涤沉淀前驱物数次至中性，将洗涤后沉淀前驱物置于烘箱中在105℃的温度下烘干干燥12h，而后在马弗炉中550℃下煅烧活化5h，再冷却至室温得到铈钨复合氧化物催化剂，
步骤4，对催化剂C进行压片、研磨、筛分成40～60目备用。
图2是本发明的实施例中催化剂的脱硝活性的曲线图。
利用脱硝活性测试平台对实施例1～3所制备的铈钨复合氧化物催化剂进行NH3-SCR脱硝性能测试，并模拟电厂烟气的组成，进气口为：500ppmNO，500ppmNH3，5％O2，平衡气为N2，各路气体经过质量流量计后进入空气混合气均匀混合，最后流经装有催化剂的石英管，催化剂质量为0.6g(约为0.6ml)，烟气量为2000ml/min，空速比为200,000h-1，各催化剂的脱硝活性如图2所示。
催化剂A至催化剂C的NOx转化率如表1所示。
催化剂A至催化剂C的NOx转化率
实施例的作用与效果
由表1可知，相较于催化剂A和催化剂C催化剂B的脱硝效率更高。
根据实施例二所涉及的铈钨复合氧化物SCR脱硝催化剂的制备方法，采用生物模板法结合自蔓延燃烧法制备铈钨复合氧化物SCR脱硝催化剂，其铈氧化物和钨氧化物为活性组分。另外，与常规方法相比，该方法制备过程简单，可重复性好，且采用活性元素铈、钨为无毒组分，不会对人体健康和生态环境造成伤害，制备得到的催化剂通过在固定床脱硝实验台中模拟烟气条件下进行脱硝性能测试知：在高空速比条件下具有优异的中低温脱硝活性，相比于其他方法制备的铈钨催化剂，低温活性更优异，脱硝反应温度窗口宽，有助于克服了传统商用催化剂反应温度高、窗口窄的弊病，可作为脱除燃煤固定源尾部烟气氮氧化物的催化剂。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种铈钨复合氧化物SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，依次将淀粉、硝酸铈/硝酸铈氨和偏钨酸铵/钨酸铵溶于去离子水中配成水溶液，将所述水溶液在室温下以200-600rpm的转速持续磁力搅拌0.5～10h进行溶解和浸渍，促使所述水溶液中离子混合均匀，得到混合溶液Ⅰ；
步骤2，向所述混合溶液Ⅰ中滴加一定浓度的调平碱至pH值为2～10，得到混合溶液Ⅱ；
步骤3，将所述混合溶液Ⅱ置于烘箱中在50～90℃的温度下烘烤1～24h去除水分，而后在150～700℃的温度下引燃1～30min并去除模板，接着置于马弗炉中在300～600℃的温度下煅烧活化3～6h，冷却至室温后得到铈钨复合氧化物催化剂。
2.根据权利要求1所述的铈钨复合氧化物SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：
其中，所述步骤1中，淀粉为绿豆淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉、藕淀粉、玉米淀粉中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的铈钨复合氧化物SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：
其中，所述步骤1中，混合溶液Ⅰ中的淀粉量为25～250g/L，金属离子的摩尔浓度为0.5～4mol/L。
4.根据权利要求1所述的铈钨复合氧化物SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：
其中，所述步骤2中，调平碱为氨水、碳酸铵、碳酸氢氨的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的铈钨复合氧化物SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：
其中，所述步骤3中，铈钨复合氧化物催化剂中铈元素和钨元素摩尔比为0.1～10:1。
6.一种如权利要求1～5所述的铈钨复合氧化物SCR脱硝催化剂的制备方法制备得到的铈钨复合氧化物SCR脱硝催化剂。
CN201910270767.9A 2019-04-04 2019-04-04 一种铈钨复合氧化物scr脱硝催化剂及其制备方法 Active CN109876796B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910270767.9A CN109876796B (zh) 2019-04-04 2019-04-04 一种铈钨复合氧化物scr脱硝催化剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910270767.9A CN109876796B (zh) 2019-04-04 2019-04-04 一种铈钨复合氧化物scr脱硝催化剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109876796A true CN109876796A (zh) 2019-06-14
CN109876796B CN109876796B (zh) 2021-08-24

Family

ID=66936097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910270767.9A Active CN109876796B (zh) 2019-04-04 2019-04-04 一种铈钨复合氧化物scr脱硝催化剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109876796B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111167433A (zh) * 2020-01-09 2020-05-19 上海理工大学 铈锡复合氧化物scr脱硝催化剂的制备方法及催化剂

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5817282A (en) * 1996-03-28 1998-10-06 Dynamotive Technologies Corporation Reduction of nitrogen oxides
CN101439261A (zh) * 2007-11-23 2009-05-27 中国石油大学(北京) 柴油车排放碳烟颗粒净化用钴铈氧化物催化剂及制备方法
CN102000560A (zh) * 2010-12-01 2011-04-06 中国科学院生态环境研究中心 一种用于催化净化氮氧化物的铈基复合氧化物催化剂
WO2014044318A1 (en) * 2012-09-21 2014-03-27 Haldor Topsøe A/S Method and system for the removal of noxious compounds from engine exhaust gas
CN105032397A (zh) * 2015-07-20 2015-11-11 桂林电子科技大学 一种利用淀粉自蔓延燃烧合成钒酸铋光催化剂的方法
CN205709916U (zh) * 2015-12-08 2016-11-23 北京矿冶研究总院 用于溶液低温自蔓延燃烧法合成多元氧化物的反应炉
CN107262110A (zh) * 2017-06-22 2017-10-20 华中科技大学 一种三元复合型脱硝脱汞催化剂及其制备方法
CN108187665A (zh) * 2018-01-10 2018-06-22 中国建筑材料科学研究总院有限公司 脱硝催化剂及其制备方法
CN108837822A (zh) * 2018-06-20 2018-11-20 江苏龙净科杰环保技术有限公司 以泡沫钛为载体的板式脱硝催化剂及其制备方法
CN109317152A (zh) * 2018-11-12 2019-02-12 广州大学 一种钙钛矿型金属氧化物催化剂的制备方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5817282A (en) * 1996-03-28 1998-10-06 Dynamotive Technologies Corporation Reduction of nitrogen oxides
CN101439261A (zh) * 2007-11-23 2009-05-27 中国石油大学(北京) 柴油车排放碳烟颗粒净化用钴铈氧化物催化剂及制备方法
CN102000560A (zh) * 2010-12-01 2011-04-06 中国科学院生态环境研究中心 一种用于催化净化氮氧化物的铈基复合氧化物催化剂
WO2014044318A1 (en) * 2012-09-21 2014-03-27 Haldor Topsøe A/S Method and system for the removal of noxious compounds from engine exhaust gas
CN105032397A (zh) * 2015-07-20 2015-11-11 桂林电子科技大学 一种利用淀粉自蔓延燃烧合成钒酸铋光催化剂的方法
CN205709916U (zh) * 2015-12-08 2016-11-23 北京矿冶研究总院 用于溶液低温自蔓延燃烧法合成多元氧化物的反应炉
CN107262110A (zh) * 2017-06-22 2017-10-20 华中科技大学 一种三元复合型脱硝脱汞催化剂及其制备方法
CN108187665A (zh) * 2018-01-10 2018-06-22 中国建筑材料科学研究总院有限公司 脱硝催化剂及其制备方法
CN108837822A (zh) * 2018-06-20 2018-11-20 江苏龙净科杰环保技术有限公司 以泡沫钛为载体的板式脱硝催化剂及其制备方法
CN109317152A (zh) * 2018-11-12 2019-02-12 广州大学 一种钙钛矿型金属氧化物催化剂的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨洋等: "燃烧合成TiCe0.2W0.2Ox催化剂催化还原NOx性能", 《上海交通大学学报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111167433A (zh) * 2020-01-09 2020-05-19 上海理工大学 铈锡复合氧化物scr脱硝催化剂的制备方法及催化剂

Also Published As

Publication number Publication date
CN109876796B (zh) 2021-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11161106B2 (en) Preparation method of denitration catalyst with wide operating temperature range for flue gas
CN102658161B (zh) 一种负载型铁基复合氧化物催化剂及其制备方法
CN104162349B (zh) 一种抑制低温脱硝催化剂so2中毒的方法
CN102350340B (zh) 一种能够氧化零价汞的复合型烟气脱硝催化剂
CN104646022B (zh) 一种蜂窝式低温脱硝催化剂及其制备方法
CN102658155B (zh) 一种负载型脱硝催化剂的制备方法
CN102019187B (zh) 一种低温烟气scr脱硝催化剂及其制备方法和应用
CN102658172B (zh) 一种scr脱硝催化剂及其制备方法和应用
CN102974368B (zh) 一种减活scr脱硝催化剂的再生方法
CN108212146B (zh) 金属整体结构化的核壳结构脱硝催化剂及其制备方法
WO2015161627A1 (zh) 一种用于400℃～600℃烟气蜂窝脱硝催化剂及其制备方法
CN105107514A (zh) 一种蜂窝状非钒脱硝成型催化剂、制备方法及其用途
CN106731226B (zh) 一步原位合成法制备二元脱硝抗硫催化剂负载滤料的方法
CN103990496A (zh) 一种具有抗中毒性能的中低温scr脱硝催化剂及其制备方法
CN112742413B (zh) 一种低温scr脱硝催化剂及其制备方法和应用
CN105797714B (zh) 一种钬改性的锰钛复合氧化物低温脱硝催化剂及其制备方法
CN107126959B (zh) 一种凹凸棒石负载CoTiO3-CeO2异质结SCR低温脱硝催化剂及其制备方法
CN104014331A (zh) 介孔二氧化钛球负载的Mn-Ce-W复合氧化物脱硝催化剂的制备方法
CN109433254A (zh) 一种限域分子筛脱硝催化剂及其制备方法
CN108993476B (zh) 金属氧化物-钒酸盐/TiO2催化剂及其制备方法和应用
CN204865783U (zh) 一种低温烟气脱硝催化反应装置
CN108926911A (zh) 一种脱硝脱汞整体式滤料的制备方法
CN103464177A (zh) 一种氟掺杂二氧化铈和凹凸棒土的scr脱硝催化剂及其制备方法
CN107224989A (zh) 一种酸改性的铈基催化剂及其制备方法和用途
CN105233814A (zh) 一种核壳结构的铈基氧化物催化剂、制备方法及其用途

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant