CN113856676A - 一种脱硝催化剂载体及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种脱硝催化剂载体及其制备方法，所述脱硝催化剂载体的原料组成及质量分数为：堇青石60%‑75%，改性剂25%‑40%。本发明通过改性剂对堇青石表面改性，提高堇青石催化剂载体的催化活性、机械强度和使用寿命。本发明的目的是通过制备多组分的催化剂载体，从而提高单一堇青石催化剂载体的性能。

Description

一种脱硝催化剂载体及其制备方法

技术领域

本发明属于脱硝催化剂领域，具体涉及一种脱硝催化剂载体及其制备方法。

背景技术

煤炭燃烧释放出的氮氧化物作为大气主要污染物之一，严重威胁人类生存环境。降低煤炭燃烧释过程中的氮氧化物排放已成为当前迫切需要解决的问题。目前降低氮氧化物排放主要有两种方法：采用先进的煤燃烧技术，减少氮氧化物的产生；对煤燃烧产生的废气进行脱硝处理。

在众多脱硝技术中，选择性催化还原法(SCR)因其高脱硝效率和高稳定性的优势已经成为当前世界上氮氧化物减排的主流技术。在SCR技术中，催化剂是核心，催化剂性能将直接决定SCR脱硝成效。载体是催化剂不可或缺的重要组成部分，目前催化剂载体主要有二氧化钛、氧化硅、氧化铝、堇青石等。单一组分催化剂载体存在催化活性差、强度低、易磨损的缺点，严重影响脱硝催化剂的活性和稳定性。通过制备多元催化剂载体可以有效改进上述不足。

发明内容

本发明针对传统单一组分催化剂载体催化活性差、强度低、易磨损的问题，提供了一种脱硝催化剂载体及其制备方法。

一种脱硝催化剂载体，由60wt%-75wt%堇青石和25wt%-40wt%改性剂组成。

所述改性剂由正硅酸乙酯和金属盐组成，其中正硅酸乙酯与所述金属盐的质量比为（40-50）：（50-60）。

进一步地，所述金属盐包括铝盐、钛盐、锰盐、铈盐中的两种或两种以上。

更进一步地，金属盐由0-50wt%铝盐，0-50wt%钛盐，0-50wt%锰盐和0-50wt%铈盐组成。

一种脱硝催化剂载体的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将铝盐、钛盐、锰盐、铈盐中两种或三种，按0-50wt%铝盐，0-50wt%钛盐，0-50wt%锰盐和0-50wt%铈盐比例混合得金属盐，加入到3-4倍金属盐质量乙醇中，搅拌均匀，再加入金属盐质量1.5-2倍的蒸馏水，继续搅拌，制得第一混合液；

步骤2：将正硅酸乙酯溶解于2-3倍正硅酸乙酯质量乙醇中，将所得溶液加入到第一混合液中，搅拌均匀，制得第二混合液；

步骤3：在第二混合液中加入正硅酸乙酯质量的1.5-2倍、浓度为20%的盐酸，搅拌6-8小时，于85-95℃恒温加热8-10小时，得到溶胶；

步骤4：将堇青石用浓度为35%的氢氟酸在常温下酸洗处理4-5小时，用蒸馏水冲洗至中性，加入步骤3得到的溶胶中，堇青石与步骤3得到的溶胶的比例按60wt%-75wt%堇青石和25wt%-40wt%溶胶，球磨7-8小时，得到凝胶；

步骤5：将步骤4得到的凝胶在500-600℃的空气气氛下煅烧3-4小时，冷却后过筛，得到最终产品。

本发明通过改性剂对堇青石表面改性，提高堇青石催化剂载体的催化活性、机械强度和使用寿命。本发明的目的是通过制备多组分的催化剂载体，从而提高单一堇青石催化剂载体的性能。

具体实例方式

实施例1

一种脱硝催化剂载体，是由下述质量分数的原料制备而成：堇青石75%，改性剂25%；

所述改性剂包括正硅酸乙酯以及金属盐，所述金属盐包括硝酸铝、硝酸钛、硝酸锰、硝酸铈；

所述正硅酸乙酯与所述金属盐的质量比为50：50；

所述金属盐的质量分数为：硝酸铝25%，硝酸钛25%，硝酸锰25%，硝酸铈25%。

一种脱硝催化剂载体及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

将所述硝酸铝、硝酸钛、硝酸锰、硝酸铈混合，加入到3倍乙醇中，搅拌均匀，再加入1.5倍的蒸馏水，继续搅拌，制得第一混合液；

将所述正硅酸乙酯溶解于3倍乙醇中，将所得溶液加入到第一混合液中，搅拌均匀，制得第二混合液；

在所述第二混合液中加入正硅酸乙酯质量的2倍、浓度为20%的稀盐酸，搅拌8小时后，于95℃恒温加热10小时，得到溶胶；

将所述堇青石用浓度为35%的氢氟酸在常温下酸洗处理5小时，用蒸馏水冲洗至中性，加入所述溶胶中，放入球磨机球磨8小时，得到凝胶；

将所述凝胶于600℃的空气气氛下煅烧3小时，冷却后过筛选型，得到所述脱硝催化剂载体。

实施例 2

一种脱硝催化剂载体，是由下述质量分数的原料制备而成：堇青石70%，改性剂30%；

所述改性剂包括正硅酸乙酯以及金属盐，所述金属盐包括硝酸铝、硝酸钛、硝酸锰、硝酸铈；

所述正硅酸乙酯与所述金属盐的质量比为40：60；

所述金属盐的质量分数为：硝酸铝35%，硝酸钛35%，硝酸锰15%，硝酸铈15%。

一种脱硝催化剂载体及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

将所述硝酸铝、硝酸钛、硝酸锰、硝酸铈混合，加入到4倍乙醇中，搅拌均匀，再加入2倍的蒸馏水，继续搅拌，制得第一混合液；

将所述正硅酸乙酯溶解于2倍乙醇中，将所得溶液加入到第一混合液中，搅拌均匀，制得第二混合液；

在所述第二混合液中加入正硅酸乙酯质量的1.5倍、浓度为20%的稀盐酸，搅拌6小时后，于85℃恒温加热8小时，得到溶胶；

将所述堇青石用浓度为35%的氢氟酸在常温下酸洗处理4小时，用蒸馏水冲洗至中性，加入所述溶胶中，放入球磨机球磨7小时，得到凝胶；

将所述凝胶于500℃的空气气氛下煅烧4小时，冷却后过筛选型，得到所述脱硝催化剂载体。

Claims (5)

1.一种脱硝催化剂载体，其特征在于由60wt%-75wt%堇青石和25wt%-40wt%改性剂组成。

2.根据权利要求1所述的脱硝催化剂载体，其特征在于所述改性剂由正硅酸乙酯和金属盐组成，其中正硅酸乙酯与所述金属盐的质量比为（40-50）：（50-60）。

3.根据权利要求2所述的脱硝催化剂载体，其特征在于所述金属盐包括铝盐、钛盐、锰盐、铈盐中的两种或两种以上。

4.根据权利要求3所述的脱硝催化剂载体，其特征在于金属盐由0-50wt%铝盐，0-50wt%钛盐，0-50wt%锰盐和0-50wt%铈盐组成。

5.一种如权利要求1-4中任意一项权利要求所述的脱硝催化剂载体的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将铝盐、钛盐、锰盐、铈盐中两种或三种，按0-50wt%铝盐，0-50wt%钛盐，0-50wt%锰盐和0-50wt%铈盐比例混合得金属盐，加入到3-4倍金属盐质量乙醇中，搅拌均匀，再加入金属盐质量1.5-2倍的蒸馏水，继续搅拌，制得第一混合液；

步骤2：将正硅酸乙酯溶解于2-3倍正硅酸乙酯质量乙醇中，将所得溶液加入到第一混合液中，搅拌均匀，制得第二混合液；

步骤3：在第二混合液中加入正硅酸乙酯质量的1.5-2倍、浓度为20%的盐酸，搅拌6-8小时，于85-95℃恒温加热8-10小时，得到溶胶；

步骤4：将堇青石用浓度为35%的氢氟酸在常温下酸洗处理4-5小时，用蒸馏水冲洗至中性，加入步骤3得到的溶胶中，堇青石与步骤3得到的溶胶的比例按60wt%-75wt%堇青石和25wt%-40wt%溶胶，球磨7-8小时，得到凝胶；

步骤5：将步骤4得到的凝胶在500-600℃的空气气氛下煅烧3-4小时，冷却后过筛，得到最终产品。