CN115739067A - 一种脱硝催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种脱硝催化剂及其制备方法和应用 Download PDF

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CN115739067A CN202211331822.9A CN202211331822A CN115739067A CN 115739067 A CN115739067 A CN 115739067A CN 202211331822 A CN202211331822 A CN 202211331822A CN 115739067 A CN115739067 A CN 115739067A
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孙鹏飞
魏子洋
金双玲
张立
王钰恒
汤佳杰
王晓瑞
张睿
金鸣林
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本发明属于化学工程中的工业催化领域,具体涉及一种氧化钛包覆钐掺杂氧化铁NH3‑SCR脱硝催化剂及其制备方法和应用。本发明提供一种NH3‑SCR脱硝催化剂,所述NH3‑SCR脱硝催化剂为氧化钛包覆钐掺杂氧化铁。本发明提供了一种氧化钛包覆钐掺杂氧化铁NH3‑SCR脱硝催化剂的制备方法,向氧化铁催化剂中掺杂元素钐可有效抑制氧化铁随温度升高而发生的晶形转变,从而提高催化剂的活性。在氧化铁外层包覆氧化钛壳层可有效防止二氧化硫和水在催化剂表面共同作用形成硫酸盐沉积,从而提高催化剂抗硫性。

Description

一种脱硝催化剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于化学工程中的工业催化领域,具体涉及一种氧化钛包覆钐掺杂氧化铁NH3-SCR脱硝催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
不论是国内还是国外,随着城市化的逐步推进,大量直接对人体或对生态环境造成严重威胁的有毒有害气体正从工业烟囱、汽车内燃机中排出,氮氧化物便是该有害废气中的重要组成部分。排出的氮氧化物(NOx)中绝大部分是一氧化氮 (NO),存在少量的二氧化氮(NO2)。NO是无色无味的气体,其本身毒性较弱,但在大气中会逐渐被氧化成NO2。NO2是褐色气体,具有强烈的刺激味,被吸入人体后,在呼吸道处与人体粘膜上的水分结合形成硝酸,引起咳嗽、气喘等急性呼吸道疾病,更有甚者会导致肺部创伤和心急损伤。NOx同时也是造成光化学烟雾的主要因素之一,空气中的NO2吸收太阳光电磁波辐射热量生成氧原子和NO,氧原子进一步形成臭氧后再与碳氢化合物反应生成有机物(HCO)和过氧自由基,从而直接对人体、地表植物等造成生存危害,也极大地降低了大气能见度。
研究如何进一步提高工业尾气中的NOx治理技术水平已经成为国内外在生态修复和防控领域的重要关注点,高效脱硝技术与应用在此刻就显得格外重要。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NH3-SCR技术的关键环节,这直接影响NOx转化率、N2选择性和稳定性,因此开发高效、低廉且具有环境友好型的催化剂是SCR技术能够投产应用的核心问题。目前,市面上普遍运用成熟的催化剂大多以V2O5/TiO2为主,钒基氧化物是最常见也是应用较早的一批SCR催化剂材料,与氧化钛协同使用,使其在化工行业中占据了过去十数年最主要的应用地位,多项应用实例表明 VOx/TiO2催化剂在低温下(<300℃)NOx转化率能超过90%。然而同样有大量研究和使用案例表明,VOx/TiO2催化剂在高温下工作效率不稳定,活性较差,同时,VOx/TiO2对烟气中存在的SO2抵抗性弱,催化剂易受影响。其次,氧化钒本身具有的生物毒性作用使得使用过后催化剂回收或报废处理变得相当棘手,且需周期性更换,使用成本巨大,这对环境不友好,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。相比于市面上广泛采用的钒基催化剂,Fe2O3基催化剂具有较高的中高温脱硝活性及氮气选择性且材料来源广泛、价格低廉、对环境无污染、耐高温、废弃催化剂易处理等优点,但是其温度窗口相对较高,活性温度区间窄,这限制了其大规模工业应用。在实际应用中,烟道中的水和二氧化硫对催化剂的低温活性影响较大,主要是对催化剂的微观结构和载体的物理化学性质有关键性影响。催化剂表面形成大量硫酸盐沉积是催化剂硫中毒的主要原因,催化剂中的活性中心的硫酸化导致催化剂造成不可逆的失活。同时,硫酸盐的形成和沉积还会造成催化剂表面的竞争性吸附,使得NH3和NO等反应气体无法接触催化剂活性位点,也进一步构成了催化剂的失活。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种具有较好的中温活性和抗硫性的氧化钛包覆钐掺杂氧化铁NH3-SCR脱硝催化剂及其制备方法和应用。
为达到解决上述问题的目的,本发明所采取的技术方案是:
第一方面,本发明提供了一种脱硝催化剂,所述脱硝催化剂为氧化钛包覆钐掺杂氧化铁。
第二方面,本发明提供了一种脱硝催化剂的制备方法,包括如下步骤:
步骤(1),将六水氯化铁、六水硝酸钐、无水乙酸钠和聚乙二醇溶于无水乙二醇中,搅拌至完全溶解,将混合溶液转移到聚四氟乙烯内胆的水热釜中加热升温至180-220℃并保持7-9h,待反应釜冷却后所得沉淀用去离子水和乙醇洗涤过滤,然后置于鼓风干燥箱中烘干;将烘干产物置于管式炉中,在静止的空气下进行高温热处理,得到掺钐的氧化铁微球;
步骤(2),将步骤(1)中所得产物加入柠檬酸溶液中超声波处理1h,将酸洗后的沉淀物在剧烈机械搅拌下分散在乙醇和氨溶液的混合溶液A中;
步骤(3),将钛酸四丁酯、十六烷基三甲氧基硅烷添加到一定量的乙醇中后得到混合溶液B,缓将混合溶液B慢滴加到步骤(2)所得的混合溶液A中,并持续搅拌1-3h;所得沉淀用乙醇洗涤过滤,然后置于鼓风干燥箱中烘干,然后将烘干产物置于管式炉中,在静止的空气下进行高温热处理,得到氧化钛包覆钐掺杂氧化铁NH3-SCR脱硝催化剂。
优选地,所述步骤(1)中所掺杂的钐的摩尔质量与铁的摩尔质量比为 (0.0075-0.06):1。
优选地,所述步骤(1)中所掺杂的钐的摩尔质量与铁的摩尔质量比为0.02:1。
优选地,所述步骤(1)中高温热处理温度为350℃~550℃,升温速率为 5℃/min,保温时间为3h;所述步骤(3)中高温热处理温度为350℃~550℃,升温速率为5℃/min,保温时间为6h。优选地,所述步骤(3)中所使用的钛酸四丁酯的质量与步骤(2)中添加的步骤(1)产物的质量比为1:(0.2-2.5),所使用的六烷基三甲氧基硅烷的质量与步骤(2)中添加的步骤(1)产物的质量比为 1:(0.15-0.7)。
第三方面,本发明还提供一种如上所述方法制备的氧化钛包覆钐掺杂氧化铁 SCR脱硝催化剂。
第四方面,本发明还提供一种如上所述的氧化钛包覆钐掺杂氧化铁SCR脱硝催化剂在中高温SCR烟气脱硝系统中的应用。
本发明的原理是以六水氯化铁、六水硝酸钐、聚乙二醇、无水乙酸钠、六烷基三甲氧基硅烷和钛酸四丁酯为原料,采用溶剂热法和高温煅烧制备出氧化钛包覆钐掺杂氧化铁。提高了催化剂的抗硫性,从而提高了氧化铁在含硫气氛中的脱硝活性,并拓宽了活性温度窗口。
相比现有技术,本发明具有如下有益效果:
本发明提供了一种氧化钛包覆钐掺杂氧化铁NH3-SCR脱硝催化剂的制备方法,向氧化铁催化剂中掺杂元素钐可有效抑制氧化铁随温度升高而发生的晶形转变,从而提高催化剂的活性。在氧化铁外层包覆氧化钛壳层可有效防止二氧化硫和水在催化剂表面共同作用形成硫酸盐沉积,从而提高催化剂抗硫性。
附图说明
图1是本发明实施例1、3、6与对比例1制备的催化剂在275℃下的长时间抗硫抗水性能图。
图2是本发明实施例1、4和对比例1在透射电子显微镜下拍摄的结构照片 (a为对比例1,b为实施例4,c为实施例1,d为对比例1高倍图,e为实施例 1高倍图)。
具体实施方式
下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明记载的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
以下实施例中所用的各原料均为市售产品。
实施例1
本实施例提供了一种的氧化钛包覆钐掺杂氧化铁SCR脱硝催化剂的制备方法,具体步骤为:
(1)称取6.75g六水氯化铁,0.222g六水硝酸钐,即n(Sm):n(Fe)=0.02, 18g无水乙酸钠,5g聚乙二醇,溶于200mL无水乙二醇中。磁力2h,直至全部溶解;将混合溶液转移到聚四氟乙烯内胆的水热釜中加热升温至200℃并保持 8h,待反应釜冷却后所得沉淀用去离子水和乙醇洗涤过滤,然后置于鼓风干燥箱中80℃干燥10h,并将烘干产物置于管式炉中,在静止的空气下进行高温热处理,处理温度为450℃,升温速率为5℃/min,保温时间为3h;
(2)将步骤1中所得产物粒取1g加入柠檬酸溶液中超声波处理1h,将酸洗后的沉淀物在剧烈机械搅拌下分散在乙醇和氨溶液(28wt%)的混合溶液A。
(3)称取3.0g钛酸四丁酯,1.0g十六烷基三甲氧基硅烷添加到90mL 的乙醇中后得到混合溶液B,将混合溶液B缓慢滴加到步骤2所得的混合溶液A中,并持续搅拌2h。所得沉淀用乙醇洗涤过滤,然后置于鼓风干燥箱中80℃干燥10h,并将烘干产物置于管式炉中,在静止的空气下进行高温热处理,处理温度为400℃,升温速率为5℃/min,保温时间为6h;,得到氧化钛包覆钐掺杂氧化铁NH3-SCR脱硝催化剂Ⅰ。
实施例2
本实施例提供了一种的氧化钛包覆钐掺杂氧化铁SCR脱硝催化剂的制备方法,具体步骤为:
(1)称取6.75g六水氯化铁,0.125g六水硝酸钐,即n(Sm):n(Fe)=0.011, 18g无水乙酸钠,5g聚乙二醇,溶于200mL无水乙二醇中。磁力2h,直至全部溶解;将混合溶液转移到聚四氟乙烯内胆的水热釜中加热升温至200℃并保持 8h,待反应釜冷却后所得沉淀用去离子水和乙醇洗涤过滤,然后置于鼓风干燥箱中80℃干燥10h,并将烘干产物置于管式炉中,在静止的空气下进行高温热处理,处理温度为450℃,升温速率为5℃/min,保温时间为3h;
(2)将步骤1中所得产物粒取1g加入柠檬酸溶液中超声波处理1h,将酸洗后的沉淀物在剧烈机械搅拌下分散在乙醇和氨溶液(28wt%)的混合溶液A。
(3)称取3.0g钛酸四丁酯,1.0g十六烷基三甲氧基硅烷添加到90mL 的乙醇中后得到混合溶液B,将混合溶液B缓慢滴加到步骤2所得的混合溶液A中,并持续搅拌2h。所得沉淀用乙醇洗涤过滤,然后置于鼓风干燥箱中80℃干燥10h,并将烘干产物置于管式炉中,在静止的空气下进行高温热处理,处理温度为400℃,升温速率为5℃/min,保温时间为6h;,得到氧化钛包覆钐掺杂氧化铁NH3-SCR脱硝催化剂Ⅱ。
实施例3
本实施例提供了一种的氧化钛包覆钐掺杂氧化铁SCR脱硝催化剂的制备方法,具体步骤为:
(1)称取6.75g六水氯化铁,0.222g六水硝酸钐,即n(Sm):n(Fe)=0.02, 18g无水乙酸钠,5g聚乙二醇,溶于200mL无水乙二醇中。磁力2h,直至全部溶解;将混合溶液转移到聚四氟乙烯内胆的水热釜中加热升温至200℃并保持 8h,待反应釜冷却后所得沉淀用去离子水和乙醇洗涤过滤,然后置于鼓风干燥箱中80℃干燥10h,并将烘干产物置于管式炉中,在静止的空气下进行高温热处理,处理温度为450℃,升温速率为5℃/min,保温时间为3h;
(2)将步骤1中所得产物粒取1g加入柠檬酸溶液中超声波处理1h,将酸洗后的沉淀物在剧烈机械搅拌下分散在乙醇和氨溶液(28wt%)的混合溶液A。
(3)称取2.0g钛酸四丁酯,0.66g十六烷基三甲氧基硅烷添加到90mL 的乙醇中后得到混合溶液B,将混合溶液B缓慢滴加到步骤2所得的混合溶液A中,并持续搅拌2h。所得沉淀用乙醇洗涤过滤,然后置于鼓风干燥箱中80℃干燥10h,并将烘干产物置于管式炉中,在静止的空气下进行高温热处理,处理温度为400℃,升温速率为5℃/min,保温时间为6h;,得到氧化钛包覆钐掺杂氧化铁NH3-SCR脱硝催化剂Ⅲ。
实施例4
本实施例提供了一种的氧化钛包覆钐掺杂氧化铁SCR脱硝催化剂的制备方法,具体步骤为:
(1)称取6.75g六水氯化铁,0.222g六水硝酸钐,即n(Sm):n(Fe)=0.02, 18g无水乙酸钠,5g聚乙二醇,溶于200mL无水乙二醇中。磁力2h,直至全部溶解;将混合溶液转移到聚四氟乙烯内胆的水热釜中加热升温至200℃并保持 8h,待反应釜冷却后所得沉淀用去离子水和乙醇洗涤过滤,然后置于鼓风干燥箱中80℃干燥10h,并将烘干产物置于管式炉中,在静止的空气下进行高温热处理,处理温度为450℃,升温速率为5℃/min,保温时间为3h;
(2)将步骤1中所得产物粒取1g加入柠檬酸溶液中超声波处理1h,将酸洗后的沉淀物在剧烈机械搅拌下分散在乙醇和氨溶液(28wt%)的混合溶液A。
(3)称取1.25g钛酸四丁酯,0.42g十六烷基三甲氧基硅烷添加到90mL 的乙醇中后得到混合溶液B,将混合溶液B缓慢滴加到步骤2所得的混合溶液A中,并持续搅拌2h。所得沉淀用乙醇洗涤过滤,然后置于鼓风干燥箱中80℃干燥10h,并将烘干产物置于管式炉中,在静止的空气下进行高温热处理,处理温度为400℃,升温速率为5℃/min,保温时间为6h;,得到氧化钛包覆钐掺杂氧化铁NH3-SCR脱硝催化剂Ⅳ。
实施例5
本实施例提供了一种的氧化钛包覆钐掺杂氧化铁SCR脱硝催化剂的制备方法,具体步骤为:
(1)称取6.75g六水氯化铁,0.222g六水硝酸钐,即n(Sm):n(Fe)=0.02, 18g无水乙酸钠,5g聚乙二醇,溶于200mL无水乙二醇中。磁力2h,直至全部溶解;将混合溶液转移到聚四氟乙烯内胆的水热釜中加热升温至200℃并保持 8h,待反应釜冷却后所得沉淀用去离子水和乙醇洗涤过滤,然后置于鼓风干燥箱中80℃干燥10h,并将烘干产物置于管式炉中,在静止的空气下进行高温热处理,处理温度为450℃,升温速率为5℃/min,保温时间为3h;
(2)将步骤1中所得产物粒取1g加入柠檬酸溶液中超声波处理1h,将酸洗后的沉淀物在剧烈机械搅拌下分散在乙醇和氨溶液(28wt%)的混合溶液A。
(3)称取0.864g钛酸四丁酯,0.432g十六烷基三甲氧基硅烷添加到 90mL的乙醇中后得到混合溶液B,将混合溶液B缓慢滴加到步骤2所得的混合溶液A中,并持续搅拌2h。所得沉淀用乙醇洗涤过滤,然后置于鼓风干燥箱中80℃干燥10h,并将烘干产物置于管式炉中,在静止的空气下进行高温热处理,处理温度为400℃,升温速率为5℃/min,保温时间为6h;,得到氧化钛包覆钐掺杂氧化铁NH3-SCR脱硝催化剂Ⅴ。
实施例6
本实施例提供了一种的氧化钛包覆钐掺杂氧化铁SCR脱硝催化剂的制备方法,具体步骤为:
(1)称取6.75g六水氯化铁,0.222g六水硝酸钐,即n(Sm):n(Fe)=0.02,18g无水乙酸钠,5g聚乙二醇,溶于200mL无水乙二醇中。磁力2h,直至全部溶解;将混合溶液转移到聚四氟乙烯内胆的水热釜中加热升温至200℃并保持 8h,待反应釜冷却后所得沉淀用去离子水和乙醇洗涤过滤,然后置于鼓风干燥箱中80℃干燥10h,并将烘干产物置于管式炉中,在静止的空气下进行高温热处理,处理温度为450℃,升温速率为5℃/min,保温时间为3h;
(2)将步骤1中所得产物粒取1g加入柠檬酸溶液中超声波处理1h,将酸洗后的沉淀物在剧烈机械搅拌下分散在乙醇和氨溶液(28wt%)的混合溶液A。
(3)称取4.0g钛酸四丁酯,1.33g十六烷基三甲氧基硅烷添加到90mL 的乙醇中后得到混合溶液B,将混合溶液B缓慢滴加到步骤2所得的混合溶液A中,并持续搅拌2h。所得沉淀用乙醇洗涤过滤,然后置于鼓风干燥箱中80℃干燥10h,并将烘干产物置于管式炉中,在静止的空气下进行高温热处理,处理温度为400℃,升温速率为5℃/min,保温时间为6h;,得到氧化钛包覆钐掺杂氧化铁NH3-SCR脱硝催化剂Ⅵ。
对比例1
一种未包覆的掺钐氧化铁SCR脱硝催化剂的制备方法,具体步骤为:
(1)称取6.75g六水氯化铁,0.222g六水硝酸钐,即n(Sm):n(Fe)=0.02, 18g无水乙酸钠,5g聚乙二醇,溶于200mL无水乙二醇中。磁力2h,直至全部溶解;将混合溶液转移到聚四氟乙烯内胆的水热釜中加热升温至200℃并保持 8h,待反应釜冷却后所得沉淀用去离子水和乙醇洗涤过滤,然后置于鼓风干燥箱中80℃干燥10h,并将烘干产物置于管式炉中,在静止的空气下进行高温热处理,处理温度为450℃,升温速率为5℃/min,保温时间为3h;
(2)将烘干产物置于管式炉中,在静止的空气下进行高温热处理,处理温度为450℃,升温速率为5℃/min,保温时间为3h,自然降温后得到未包覆的掺钐氧化铁催化剂;
将上述实施例所制备的氧化钛包覆钐掺杂氧化铁SCR催化剂置于固定床石英管反应器中进行脱硝性能测试,模拟烟气由NO、NH3、O2、N2组成,其中 NO为500ppm、NH3为500ppm、O2为5.0vol%、SO2=100ppm(使用时通入)、 N2作为平衡气,总流量120mL/min、反应空速为14400h-1。采用ECO PHYSICS nCLD62s型化学发光NO/NOx分析仪同时在线检测反应尾气中NO的浓度,检测精度为0.5ppm。在SCR反应达到稳定状态30min后收集数据,活性评价的温度范围为150~420℃,NO转化率按以下公式计算:
Figure BDA0003913770250000091
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。
各实施例的活性评价如表1所示。
表1实施例和对比例制备的催化剂的脱硝活性
Figure BDA0003913770250000092
由表1可知,实施例中制备的催化剂都具有较好的中高温活性,其中实施例 1、3、4、5、6制备的催化剂在275~375℃对NO的脱出率均超过90%。对比例 1是未包覆的氧化铁的SCR测试结果,我们发现其中温活性和活性温度区间都低于实施例1中的催化剂。表明元素钐的存在有利于提高氧化铁催化剂的中温活性和活性温度区间。图1是实施例1、3、6与对比例1制备的催化剂在275℃下的抗硫抗水性能图,由图中信息可以得知,在混合气中含有SO2(100ppm)的状况下,未包覆氧化钛的氧化铁催化剂脱硝性能持续下降,通入SO2 16h后仍未达到稳定的状态,而包覆氧化钛的氧化铁催化剂的NO的脱出率在通入SO26-8h 后便稳定在一定稳定水平,其中实施例1的NO脱出率稳定在84%,并且在切断 SO2通入后,很快就能恢复至93%左右。这表明包覆氧化钛可以有效地提升催化剂的抗硫性能。综上所述,本发明的一种氧化钛包覆钐掺杂氧化铁SCR脱硝催化剂的方法所得的催化剂,其制备工艺简单,易于工业化生产,在环保领域具有潜在的实际应用价值。图2是实施例1、4和对比例1借助透射电子显微镜拍摄的结构照片。图a、b、c分别是实施例1、4和对比例1在200、100、10、5nm 尺度下的照片,图d、e是实施例Ⅰ和对比例1在高倍尺度下照片,可以看见未包覆的对比例1,表面结构平整规则,轮廓清晰。而包覆后的实施例1、4样品表面轮廓模糊,存在一层厚度较不均匀的钛壳层,钛壳层多由无定形钛物种组成,比起实施例4的样品,包覆量更大的实施例Ⅰ,外层Ti壳层厚度增加,还有部分TiO2在外层团聚。
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。凡熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化,均为本发明的等效实施例;同时,凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变,均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种脱硝催化剂,其特征在于,所述脱硝催化剂为氧化钛包覆钐掺杂氧化铁。
2.一种脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤(1),将六水氯化铁、六水硝酸钐、无水乙酸钠和聚乙二醇溶于无水乙二醇中,搅拌至完全溶解,将混合溶液转移到聚四氟乙烯内胆的水热釜中加热升温至180-220℃并保持7-9h,待反应釜冷却后所得沉淀用去离子水和乙醇洗涤过滤,然后置于鼓风干燥箱中烘干;将烘干产物置于管式炉中,在静止的空气下进行高温热处理,得到掺钐的氧化铁微球;
步骤(2),将步骤(1)中所得产物加入柠檬酸溶液中超声波处理1h,将酸洗后的沉淀物在剧烈机械搅拌下分散在乙醇和氨溶液的混合溶液A中;
步骤(3),将钛酸四丁酯、十六烷基三甲氧基硅烷添加到一定量的乙醇中后得到混合溶液B,缓将混合溶液B慢滴加到步骤(2)所得的混合溶液A中,并持续搅拌1-3h;所得沉淀用乙醇洗涤过滤,然后置于鼓风干燥箱中烘干,然后将烘干产物置于管式炉中,在静止的空气下进行高温热处理,得到氧化钛包覆钐掺杂氧化铁NH3-SCR脱硝催化剂。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中所掺杂的钐的摩尔质量与铁的摩尔质量比为(0.0075-0.06):1。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中所掺杂的钐的摩尔质量与铁的摩尔质量比为0.02:1。
5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中高温热处理温度为350℃~550℃,升温速率为5℃/min,保温时间为3h;所述步骤(3)中高温热处理温度为350℃~550℃,升温速率为5℃/min,保温时间为6h。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中所使用的钛酸四丁酯的质量与步骤(2)中添加的步骤(1)产物的质量比为1:(0.2-2.5),所使用的六烷基三甲氧基硅烷的质量与步骤(2)中添加的步骤(1)产物的质量比为1:(0.15-0.7)。
7.如权利要求2-6任一项所述方法制备的氧化钛包覆钐掺杂氧化铁SCR脱硝催化剂。
8.如权利要求7所述的氧化钛包覆钐掺杂氧化铁SCR脱硝催化剂在中高温SCR烟气脱硝系统中的应用。
CN202211331822.9A 2022-10-28 2022-10-28 一种脱硝催化剂及其制备方法和应用 Pending CN115739067A (zh)

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