CN112569952A - 一种掺杂钐的氧化铁scr脱硝催化剂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种掺杂钐的氧化铁scr脱硝催化剂及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN112569952A
CN112569952A CN202011283803.4A CN202011283803A CN112569952A CN 112569952 A CN112569952 A CN 112569952A CN 202011283803 A CN202011283803 A CN 202011283803A CN 112569952 A CN112569952 A CN 112569952A
Authority
CN
China
Prior art keywords
samarium
iron oxide
scr denitration
catalyst
denitration catalyst
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.)
Pending
Application number
CN202011283803.4A
Other languages
English (en)
Inventor
孙鹏飞
吴家辉
金双玲
郑宏伟
洪伟雄
孙悦
李俊强
韩奇
杭加旺
王晓瑞
金鸣林
张睿
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.)
Shanghai Institute of Technology
Original Assignee
Shanghai Institute of 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 Shanghai Institute of Technology filed Critical Shanghai Institute of Technology
Priority to CN202011283803.4A priority Critical patent/CN112569952A/zh
Publication of CN112569952A publication Critical patent/CN112569952A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/83—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with rare earths or actinides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625—Nitrogen oxides
    • B01D53/8628—Processes characterised by a specific catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
    • B01J37/031—Precipitation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08—Heat treatment
    • B01J37/082—Decomposition and pyrolysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00—Compounds of iron
    • C01G49/0018—Mixed oxides or hydroxides
    • C01G49/0054—Mixed oxides or hydroxides containing one rare earth metal, yttrium or scandium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2062—Ammonia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0283—Flue gases

Abstract

本发明公开了一种掺杂钐的氧化铁SCR催化剂及其制备方法和应用，属于化工催化技术领域。本发明是以六水氯化铁、四水氯化亚铁、六水硝酸钐和氨水为原料，通过共沉淀和高温煅烧的方法制备出掺杂了钐的氧化铁SCR脱硝催化剂。该催化剂相比于纯氧化铁催化剂拥有更强的氧化还原能力和更宽的工作温度窗口，中高温度下对氮氧化物有着更高的转化率，掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂在脱硝处理中对氮氧化物的转化率能够达到接近100％。本发明制备方法简单，制得的催化剂热稳定性强、分散性好、纯度高，且具有较好的中高温催化活性和抗硫抗水性能。

Description

一种掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂及其制备方法与应用，属于化工催化技术领域。
背景技术
近现代以来，伴随着工业的快速发展，化石燃料的燃烧逐年上升，氮氧化物 (NOx)成为了主要的大气污染物之一。一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)是氮氧化物污染的主要存在形式。NOx通过呼吸进入人体肺的深部，可引起支气管炎或肺气肿。NOx还能和大气中其他污染物发生光化学反应形成光化学烟雾污染。 N2O在大气中经氧化转变成硝酸，是造成酸雨的原因之一。N2O还可使平流层中臭氧减少，从而使到达地球的紫外线辐射量增加。
我国是以燃煤为主的发展中国家，其能源构成以煤炭为主，消耗量占一次能源消费量的76％左右。随着经济的快速发展，煤耗的增加，燃煤造成的大气污染日趋严重，而氮氧化物(NOx)是其中的主要污染物之一。近年来，由于机动车拥有量的迅速增长，尾气排放氮氧化物(NOx)也是一个不容忽视的问题。2011年9 月，我国发布了新的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)，要求从 2012年1月1日起，所有新建火电机组NOx排放量不超过100mg/m3，2014年1 月1日起，重点地区所有火电投运机组NOx排放量不超过100mg/m3，非重点地区 2003年以前投产的机组不超过200mg/m3。
在国家NOX排放标准日益严格的情况下，高效脱硝技术与应用就显得格外重要。目前主要的脱硝(de-NOx)技术包括选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)、非选择性催化还原(NSCR)、催化分解法等，其中选择性催化还原(SCR) 和选择性非催化还原(SNCR)是目前应用较为普遍的技术。选择性非催化还原 (SNCR)就是利用NH3、CO(NH2)2、甲醇等为还原剂，在高温条件下将NOx还原成N2和H2O。SNCR技术不需要催化剂，但是需要在高温下进行。但是温度太高的情况下，NH3会被氧化产生较多的NO，造成效率低下；而温度太低，会使NH3逸出，造成二次污染。选择性催化还原(SCR)是目前应用最广泛的脱硝技术，它是以NH3、 CO(NH2)2、甲醇等为还原剂，在适当的温度下，还原剂在催化剂的作用下将NOx转化成N2和H2O。目前工业应用中，主要使用的还原剂是NH3。由于技术比较成熟而且脱硝效率较高，NH3-SCR技术已经成为最主流的技术。
催化剂是SCR技术的核心，其工作性能直接影响SCR脱硝系统的脱硝效率以及系统的运行。目前，市面上普遍运用成熟的催化剂大多以V2O5/TiO2为主，虽然其具有较高的脱硝效率和抗硫性能，但由于其活性温度范围较高较窄，因此在实际应用的情况中工作环境较为复杂苛刻。且此段烟气中含有大量粉尘、微量元素以及SO2等易堵塞、腐蚀催化剂的物质，这会使催化效率降低的同时也会缩短其寿命，烟气温度过高也会使催化剂烧结。催化剂的投资占据整个系统投资的40％，且需周期性更换，使用成本巨大，这些因素限制了SCR技术的更广泛的工业应用。与此同时，其中的主要活性成分重金属钒极易流失，产生危险重金属废物，对环境造成严重的二次污染，2014年8月，环保部发布的《关于加强废烟气脱硝催化剂监管工作的通知》中明确要求将废烟气脱硝催化剂(钒钛系)纳入危险废物进行管理。
基于以上原因，为防止废旧催化剂造成对环境的二次污染，积极研究环境友好的无钒脱硝催化剂、寻求商用钒钛类催化剂的优良替代产品迫在眉睫。Fe作为过渡金属元素，化学性质活泼，是一种良好的氧化还原剂。Fe2+和Fe3+之间的相互转换可以在氧化铁上分别形成不稳定的氧空位和流动性良好的晶格氧物种。 Fe2O3基催化剂具有较高的中高温脱硝活性及氮气选择性。相比于市面上广泛采用的钒基催化剂，氧化铁具有来源广泛、价格低廉、对环境无污染、耐高温、废弃催化剂易处理等优点，近年来逐步被广泛应用于NH3-SCR反应中。但是其温度窗口相对较高，活性温度区间窄，烟气中的水和二氧化硫对催化剂的影响较大，这限制了其大规模工业应用。在NH3-SCR反应中，氧化铁是以α-Fe2O3和γ-Fe2O3为主要研究对象，其尺寸、形貌、晶型等显著影响SCR催化活性。在中低温时α-Fe2O3的活性一般低于γ-Fe2O3，当温度高于300℃时，γ-Fe2O3会向α-Fe2O3晶型转换，导致其催化活性下降。
发明内容
本发明解决的技术问题是：现有氧化铁基催化剂应用于NH3-SCR反应中的活性温度窗口相对较高，活性温度区间窄，烟气中的水和二氧化硫对催化剂的影响较大，这限制了其大规模的工业应用。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂，所述掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂的分子式为SmxFeOy，其中， x＝0.0075～0.06，
Figure RE-GDA0002942200150000031
本发明还提供了上述掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将铁盐、亚铁盐和钐盐完全溶于去离子水中，在加热条件下进行搅拌混合，得到含有铁元素和钐元素的混合溶液；
步骤2：向上述混合溶液中缓慢加入氨水，继续加热搅拌反应生成沉淀，所得沉淀离心洗涤或过滤洗涤后烘干，得到烘干产物；
步骤3：将上述烘干产物进行热处理，得到掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂。
优选地，上述步骤1中的铁盐为六水氯化铁，亚铁盐为四水氯化亚铁，钐盐为六水硝酸钐。
优选地，上述步骤1中的铁盐与亚铁盐的摩尔比为2:1，钐元素与铁元素的摩尔比为(0.0075～0.06):1。
优选地，上述步骤1中的混合溶液中的铁元素的摩尔浓度为0.1mol/L。
优选地，上述步骤1中的加热温度为80℃，搅拌混合时间为30min。
优选地，上述步骤2中的氨水的质量浓度为25～28％，氨水与混合溶液的体积比为2:15。
优选地，上述步骤2中的加热温度为80℃，搅拌反应时间为45min。
优选地，上述步骤3中热处理的温度为400～600℃，热处理的保温时间为3h。
本发明还提供了上述掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂在SCR烟气脱硝系统中的应用。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1.本发明的一种掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂，水热稳定性和分散性好，中高温脱硝活性高，抗硫性能好；
2.本发明的一种掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂的制备方法，制备工艺简单，易于工业化生产，在环保领域具有潜在的实际应用价值；
3.在处理烟气的SCR脱硝应用中，本发明制备的掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂对氮氧化物的转化率能够达到接近100％。
附图说明
图1为实施例1～6制备的掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂与对比例1制备的纯氧化铁SCR脱硝催化剂的XRD对比谱图；
图2为实施例4制备的掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂与对比例1制备的纯氧化铁SCR脱硝催化剂在275℃下的抗硫抗水性能测试对比图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例1
一种掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂的制备方法，具体步骤为：
(1)称取2.703g六水氯化铁，0.994g四水氯化亚铁(n(Fe3+):n(Fe2+)＝2:1，溶液中Fe为15mmol)，0.05g六水硝酸钐，即n(Sm)：n(Fe)＝0.0075，溶于150mL 去离子水中。超声震荡30min，直至全部溶解；将溶液转移至圆底烧瓶，并接好搅拌装置，水浴加热升温至80℃并保持30min。然后再向溶液中缓慢滴入20mL 氨水(国药试剂，质量浓度为25～28％)，继续保持80℃水浴搅拌45min。停止搅拌后，所得沉淀离心洗涤，于鼓风干燥箱中60℃干燥12h；
(2)得到的产物置于管式炉中，在空气氛围下进行热处理，处理温度为 500℃，保温时间为3h，得到掺杂钐的氧化铁催化剂I，分子式为Sm0.0075FeO1.34。
实施例2
一种掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂的制备方法，具体步骤为：
(1)称取2.703g六水氯化铁，0.994g四水氯化亚铁(n(Fe3+):n(Fe2+)＝2:1，溶液中Fe为15mmol)，0.1g六水硝酸钐，即n(Sm)：n(Fe)＝0.015，溶于150mL 去离子水中。超声震荡30min，直至全部溶解；将溶液转移至圆底烧瓶，并接好搅拌装置，水浴加热升温至80℃并保持30min。然后再向溶液中缓慢滴入20mL 氨水(国药试剂，质量浓度为25～28％)，继续保持80℃水浴搅拌45min。停止搅拌后，所得沉淀离心洗涤，于鼓风干燥箱中60℃干燥12h；
(2)得到的产物置于管式炉中，在空气氛围下进行热处理，处理温度为 500℃，保温时间为3h，得到掺杂钐的氧化铁催化剂Ⅱ,分子式为Sm0.015FeO1.36。
实施例3
一种掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂的制备方法，具体步骤为：
(1)称取2.703g六水氯化铁，0.994g四水氯化亚铁(n(Fe3+):n(Fe2+)＝2:1，溶液中Fe为15mmol)，0.15g六水硝酸钐，即n(Sm)：n(Fe)＝0.0225，溶于150mL 去离子水中。超声震荡30min，直至全部溶解；将溶液转移至圆底烧瓶，并接好搅拌装置，水浴加热升温至80℃并保持30min。然后再向溶液中缓慢滴入20mL 氨水(国药试剂，质量浓度为25～28％)，继续保持80℃水浴搅拌45min。停止搅拌后，所得沉淀离心洗涤，于鼓风干燥箱中60℃干燥12h；
(2)得到的产物置于管式炉中，在空气氛围下进行热处理，处理温度为 500℃，保温时间为3h，得到掺杂钐的氧化铁催化剂Ⅲ,分子式为Sm0.0225FeO1.37。
实施例4
一种掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂的制备方法，具体步骤为：
(1)称取2.703g六水氯化铁，0.994g四水氯化亚铁(n(Fe3+):n(Fe2+)＝2:1，溶液中Fe为15mmol)，0.2g六水硝酸钐，即n(Sm)：n(Fe)＝0.03，溶于150mL 去离子水中。超声震荡30min，直至全部溶解；将溶液转移至圆底烧瓶，并接好搅拌装置，水浴加热升温至80℃并保持30min。然后再向溶液中缓慢滴入20mL 氨水(国药试剂，质量浓度为25～28％)，继续保持80℃水浴搅拌45min。停止搅拌后，所得沉淀离心洗涤，于鼓风干燥箱中60℃干燥12h；
(2)得到的产物置于管式炉中，在空气氛围下进行热处理，处理温度为 500℃，保温时间为3h，得到掺杂钐的氧化铁催化剂Ⅳ，分子式为Sm0.03FeO1.38。
实施例5
一种掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂的制备方法，具体步骤为：
(1)称取2.703g六水氯化铁，0.994g四水氯化亚铁(n(Fe3+):n(Fe2+)＝2:1，溶液中Fe为15mmol)，0.3g六水硝酸钐，即n(Sm)：n(Fe)＝0.045，溶于150mL 去离子水中。超声震荡30min，直至全部溶解；将溶液转移至圆底烧瓶，并接好搅拌装置，水浴加热升温至80℃并保持30min。然后再向溶液中缓慢滴入20mL 氨水(国药试剂，质量浓度为25～28％)，继续保持80℃水浴搅拌45min。停止搅拌后，所得沉淀离心洗涤，于鼓风干燥箱中60℃干燥12h；
(2)得到的产物置于管式炉中，在空气氛围下进行热处理，处理温度为 500℃，保温时间为3h，得到掺杂钐的氧化铁催化剂V，分子式为Sm0.045FeO1.4。
实施例6
一种掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂的制备方法，具体步骤为：
(1)称取2.703g六水氯化铁，0.994g四水氯化亚铁(n(Fe3+):n(Fe2+)＝2:1，溶液中Fe为15mmol)，0.4g六水硝酸钐，即n(Sm)：n(Fe)＝0.06，溶于150mL 去离子水中。超声震荡30min，直至全部溶解；将溶液转移至圆底烧瓶，并接好搅拌装置，水浴加热升温至80℃并保持30min。然后再向溶液中缓慢滴入20mL 氨水(国药试剂，质量浓度为25～28％)，继续保持80℃水浴搅拌45min。停止搅拌后，所得沉淀离心洗涤，于鼓风干燥箱中60℃干燥12h；
(2)得到的产物置于管式炉中，在空气氛围下进行热处理，处理温度为 500℃，保温理时间为3h，得到掺杂钐的氧化铁催化剂VI，分子式为Sm0.06FeO1.42。
对比例1
一种纯氧化铁SCR脱硝催化剂的制备，其具体步骤为：
(1)称取2.703g六水氯化铁，0.994g四水氯化亚铁(n(Fe3+):n(Fe2+)＝2:1，溶液中Fe为15mmol)，溶于150mL去离子水中。超声震荡30min，直至全部溶解；将溶液转移至圆底烧瓶，并接好搅拌装置，水浴加热升温至80℃并保持 30min。然后再向溶液中缓慢滴入20mL氨水(国药试剂，质量浓度为25～28％)，继续保持80℃水浴搅拌45min，停止搅拌后，所得沉淀离心洗涤，于鼓风干燥箱中60℃干燥12h；
(2)得到的产物置于管式炉中，在空气氛围下进行热处理，处理温度为 500℃，保温理时间为3h，得到不掺杂钐的纯氧化铁催化剂VII。
将实施例1～6所制备的掺杂钐的氧化铁SCR催化剂与对比例1制备的纯氧化铁SCR催化剂分别进行脱硝性能测试，具体方法为：
将实施例1～6和对比例1制备的氧化铁SCR催化剂置于固定床石英管反应器中，模拟烟气通过石英管反应器进行脱硝处理，模拟烟气由NO、NH3、O2和N2组成，其中NO为500ppm，NH3为500ppm，O2为5.0vol％，SO2＝100ppm(测试抗硫性能时通入)，H2O＝5vol％(测试抗硫性能时通入)，N2作为平衡气，总流量为120 mL/min，反应空速为14400h-1。采用ECO PHYSICSnCLD62s型化学发光NO/NOx分析仪同时在线检测反应器进出口的NO浓度，检测精度为0.5ppm。在SCR脱硝反应达到稳定状态30min后收集数据，以脱硝率(NO转化率)评价催化剂的活性，活性评价的温度范围为150～420℃，NO转化率按以下公式计算：ηNO＝([NO]in-[NO]out)/[NO]in，
式中，ηNO为NO转化率，[NO]in和[NO]out分别为稳态下反应器进、出口NO的浓度。实施例1～6与对比例1制备的催化剂的活性评价(脱硝率)如表1所示。
表1各实施例和对比例制备的催化剂的脱硝率
Figure RE-GDA0002942200150000071
表1的测试结果表明，实施例1～3制备的催化剂中掺杂的钐元素的比例依次增加，都具有较好的中高温催化脱硝活性，活性温度区间为175～380℃，在活性温度区间范围内，其催化SCR脱硝的活性显著大于对比例1制备的纯氧化铁SCR 脱硝催化剂，实施例4～6的测试数据表明，当掺杂的钐元素的比例继续增加后，催化剂的活性温度增加，活性温度区间为250～380℃，在SCR脱硝反应中的脱硝率最高仍能达到接近100％，而对比例1制备的催化剂的活性温度区间范围为 225～300℃，脱硝率最高能达到85.7％，不能实现完全脱硝，而且其活性区间范围也较实施例4～6制备的掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂的活性区间范围更窄。因此，掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂脱硝率更高，活性更好，活性温度范围更宽，其中实施例3制备的催化剂在175～340℃对NO的脱出率均能达到接近100％。表明一定比例的钐元素的存在有利于提高氧化铁催化剂的中高温活性和活性温度区间。
图1为实施例1～6制备的掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂与对比例1制备的纯氧化铁SCR脱硝催化剂的XRD对比谱图，由图中信息可以得知，未掺杂钐的催化剂VII在2θ为24°、33°、40°、60°和62°处出现α-Fe2O3的特征衍射峰，而掺杂钐的催化剂I～VI在2θ为24°、33°、40°、60°和62°处的α-Fe2O3的特征衍射峰消失，在2θ为30°、43°和63°处出现了γ-Fe2O3的特征衍射峰，表明掺杂钐的催化剂的晶型为γ-Fe2O3。这表明掺杂Sm可以有效地抑制γ-Fe2O3向α-Fe2O3晶型转变。
图2是实施例4与对比例1制备的催化剂在275℃下的抗硫抗水性能测试对比图，由图中信息可以得知，在混合气中含有SO2和H20的条件下，未掺杂钐的氧化铁催化剂VII脱硝性能显著下降，呈现出不稳定的状态，而掺杂钐的氧化铁催化剂IV对NO的脱出率稳定保持在接近100％的水平。这表明掺杂Sm可以有效地提升催化剂的抗硫抗水性能。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂，其特征在于，所述掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂的分子式为SmxFeOy，其中，x＝0.0075～0.06，
Figure FDA0002781683090000011
2.一种权利要求1所述的掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将铁盐、亚铁盐和钐盐完全溶于去离子水中，在加热条件下进行搅拌混合，得到含有铁元素和钐元素的混合溶液；
步骤2：向上述混合溶液中缓慢加入氨水，继续加热搅拌反应生成沉淀，反应结束后，所得沉淀离心洗涤或过滤洗涤后烘干，得到烘干产物；
步骤3：将上述烘干产物进行热处理，得到掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂。
3.如权利要求2所述的掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的铁盐为六水氯化铁；所述亚铁盐为四水氯化亚铁；所述钐盐为六水硝酸钐。
4.如权利要求2所述的掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中铁盐与亚铁盐的摩尔比为2:1，所述钐元素与铁元素的摩尔比为(0.0075～0.06):1。
5.如权利要求2所述的掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1得到的混合溶液中铁元素的摩尔浓度为0.1mol/L。
6.如权利要求2所述的掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中加热的温度为80℃，所述搅拌混合的时间为30min。
7.如权利要求2所述的掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2中氨水的质量浓度为25％～28％，所述氨水与所述混合溶液的体积比为2:15。
8.如权利要求2所述的掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2中加热搅拌的温度为80℃，时间为45min。
9.如权利要求2所述的掺钐氧化铁SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3中热处理的温度为400～600℃，所述热处理的保温时间为3h。
10.一种权利要求1所述的掺杂钐的氧化铁SCR脱硝催化剂在SCR烟气脱硝处理中的应用。
CN202011283803.4A 2020-11-17 2020-11-17 一种掺杂钐的氧化铁scr脱硝催化剂及其制备方法与应用 Pending CN112569952A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011283803.4A CN112569952A (zh) 2020-11-17 2020-11-17 一种掺杂钐的氧化铁scr脱硝催化剂及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011283803.4A CN112569952A (zh) 2020-11-17 2020-11-17 一种掺杂钐的氧化铁scr脱硝催化剂及其制备方法与应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112569952A true CN112569952A (zh) 2021-03-30

Family

ID=75122650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011283803.4A Pending CN112569952A (zh) 2020-11-17 2020-11-17 一种掺杂钐的氧化铁scr脱硝催化剂及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112569952A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114225936A (zh) * 2021-12-14 2022-03-25 山东山科生态环境研究院有限公司 垃圾焚烧烟气脱硝催化剂及其制备方法
CN115739067A (zh) * 2022-10-28 2023-03-07 上海应用技术大学 一种脱硝催化剂及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB703441A (en) * 1950-06-05 1954-02-03 Directie Staatsmijnen Nl Process for the production of hydrogen/carbon dioxide mixtures
CN104492446A (zh) * 2014-12-18 2015-04-08 华东理工大学 一种用于氨选择性还原氮氧化物的催化剂及制备方法
CN106582874A (zh) * 2016-11-25 2017-04-26 南京理工大学 一种耐高温磷钨酸吸附型铁基氧化物催化剂及其制备方法
CN108435189A (zh) * 2018-03-27 2018-08-24 山东师范大学 一种具有抗水抗硫性能的钐掺杂铁基脱硝催化剂及其制备方法
CN110773224A (zh) * 2019-10-18 2020-02-11 华侨大学 一种抗碱金属脱硝催化剂的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB703441A (en) * 1950-06-05 1954-02-03 Directie Staatsmijnen Nl Process for the production of hydrogen/carbon dioxide mixtures
CN104492446A (zh) * 2014-12-18 2015-04-08 华东理工大学 一种用于氨选择性还原氮氧化物的催化剂及制备方法
CN106582874A (zh) * 2016-11-25 2017-04-26 南京理工大学 一种耐高温磷钨酸吸附型铁基氧化物催化剂及其制备方法
CN108435189A (zh) * 2018-03-27 2018-08-24 山东师范大学 一种具有抗水抗硫性能的钐掺杂铁基脱硝催化剂及其制备方法
CN110773224A (zh) * 2019-10-18 2020-02-11 华侨大学 一种抗碱金属脱硝催化剂的制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
党丽赟著: "《氧化铁纳米材料及其应用概述》", 31 March 2019, 中国原子能出版社 *
柳召刚 等: "掺杂型Y－Ce /Fe2O3催化剂的制备及脱硝性能研究", 《现代化工》 *
王栋 等: "Sn、Ti掺杂改性γ-Fe2O3催化剂结构及NH3-SCR脱硝活性研究", 《燃料化学学报》 *
王海涛 等: "La3＋掺杂对γ-Fe2O3纳米粒子相转变的抑制作用", 《化学研究与应用》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114225936A (zh) * 2021-12-14 2022-03-25 山东山科生态环境研究院有限公司 垃圾焚烧烟气脱硝催化剂及其制备方法
CN114225936B (zh) * 2021-12-14 2024-02-27 山东山科生态环境研究院有限公司 垃圾焚烧烟气脱硝催化剂及其制备方法
CN115739067A (zh) * 2022-10-28 2023-03-07 上海应用技术大学 一种脱硝催化剂及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103816918B (zh) 一种弱晶化纳米氧化锰基吸附/催化剂及其制备方法
CN105833894B (zh) 兼具抗碱（土）金属和抗硫抗水功能的脱硝催化剂及其制备方法和应用
CN103055848B (zh) 一种掺杂稀土的低温脱硝催化剂及其制备方法
CN102658161B (zh) 一种负载型铁基复合氧化物催化剂及其制备方法
CN105833901B (zh) 一种PrOx-MnOx/SAPO-34低温SCR烟气脱硝催化剂及其制备方法与应用
CN108465467B (zh) 一种应用于中低温烟气的高效nh3-scr脱硝催化剂、制备方法及其应用
CN110773153B (zh) 一种担载型锰基中低温脱硝催化剂、制备方法及其应用
CN110947394A (zh) 一种基于ZIF-67-Mn/Co的低温NO氧化催化剂及制备方法与应用
CN105148927B (zh) 一种抗水抗硫型烟气脱硝粉体催化剂、制备方法及其用途
CN108393085B (zh) 一种凹凸棒石负载铈掺杂MnTiOX三元组分低温脱硝催化剂及制备方法
CN113413904A (zh) 一种g-C3N4负载型锰铈复合氧化物低温NH3-SCR催化剂及其制备方法与应用
CN112569952A (zh) 一种掺杂钐的氧化铁scr脱硝催化剂及其制备方法与应用
CN101804344A (zh) 锰/碳纳米管脱氮催化还原催化剂及制备方法
CN103372373B (zh) 一种催化裂化再生烟气脱硝净化的方法
CN108745345A (zh) 一种无钒脱硝催化剂及其制备方法
CN103506121A (zh) 一种碳纳米管负载铁的低温脱硝催化剂及其制备方法
CN105727965B (zh) 一种用于烟气脱硝的铜锆铈钛复合氧化物催化剂及其制法
CN109745995B (zh) 宽温度窗口scr烟气脱硝催化剂及其制备方法和应用
CN112718018B (zh) 一种用醋酸处理的钴酸镧钙钛矿催化剂及其制备方法
CN103055889A (zh) 一种低温脱硝MnOx-CuO-TiO2催化剂及其制备方法和应用
CN111250120A (zh) 一种磷钨酸改性的纳米氧化铁scr脱硝催化剂及其制备方法与应用
CN112642450A (zh) 一种磷掺杂炭气凝胶负载锰铈催化剂的制备方法
CN110756184A (zh) 铈基复合氧化物脱硝催化剂的制备方法
AU2021103091A4 (en) An acid-redox dual sites synergistic nh3-scr catalyst, a preparation method, and an application thereof
CN114904540A (zh) 一种低温锰基催化剂及其制备方法和应用

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
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20210330