CN1209196C - 用于净化废气的催化剂化合物、包含所述化合物的催化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了(i)一种催化剂，其不需要通过已成为经传统技术来获得具有高活性催化剂的障碍的煅烧来活化催化剂组分，且在所述催化剂中，钒与钼的复合预期达到足够程度；(ii)制备所述催化剂的方法；(iii)具有活性、尤其是低温活性和耐久性均大大增加的催化剂；(iv)用于净化废气的催化剂化合物，在该化合物中，钒原子与钼原子的比值(V/Mo)为3/2或接近该值，且该化合物由示构式(NH4)xMo2VxO(3x+6)来表示，其中x为2.8至3.2；和(v)一种通过在同时存在水的条件下使钼氧化物(MoO3)与偏钒酸铵(NH4VO3)反应预定时间的步骤制备所述催化剂化合物的方法。

Description

用于净化废气的催化剂化合物、 包含所述化合物的催化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及用于净化废气的催化剂。更具体地说，本发明涉及在低温活性和耐SOX方面表现极佳、并在用氨(NH3)对氮氧化物(NOX)进行还原的反应和二噁类化合物的氧化分解反应中具有高活性的催化剂，并涉及所述催化剂的制备方法。
背景技术
在由发电厂、各种工厂、汽车等排出的废气或烟道气中所含的NOX是造成光化学烟雾和酸雨的试剂。作为除去NOX的有效方法，使用氨(NH3)作为还原剂，通过选择性催化还原来进行废气或烟道气脱氮的方法已被广泛采用，其中最经常使用该方法的是热电厂。作为这类废气或烟道气脱氮方法中使用的催化剂，已使用了含有钒(V)、钼(Mo)或钨(W)作为活性组分的二氧化钛(TiO2)型催化剂。尤其是，含有钒作为一种活性组分的催化剂已成为主流脱氮催化剂，因为该催化剂不仅活性高而且由废气中所含杂质所致的性能恶化作用小，并可在低于此前所使用的那些温度的温度下使用(日本特许公开昭50-128681和其它文献)。所述催化剂通常在模制为峰窝状或片状形态后使用，并人们已设计出了制备所述催化剂的各种方法。
另外，近年来，在焚烧城市垃圾或工业废物的焚化炉排出的废气中含有高毒性的二噁类化合物的事实已成为社会问题。因而，已发明了同时进行脱氮反应和二噁类化合物氧化分解的催化剂。
上述的许多催化剂通常通过如下几种方法来制备：方法(i)，其中二氧化钛颗粒和催化剂的活性组分如V、Mo和W的盐的颗粒或氧化物颗粒用水捏合在一起，并将如此得到的混合物模压和煅烧(捏合方法)，或另外的一种方法(ii)，其中用催化剂的活性组分的盐混合物的溶液来浸渍模压和煅烧过的二氧化钛颗粒(浸渍方法)(日本特许公开昭50-128681、日本特许公告昭53-34195和其它文献)。
当从催化剂的活性角度来看时，属于常规技术的上述捏合方法和浸渍方法并不能说是制备催化剂的最佳方法，且特别当要获得在低温下具有高活性的催化剂时，在所述方法中存在许多不利方面。
在所述方法中所具有的问题列举如下，这些问题分为属于捏合方法的问题或属于浸渍方法的问题：
1)捏合方法
①为得到高活性的催化剂(最终产物)，需要经煅烧来对模压催化剂中所含的添加的活性组分的盐进行活化。然而，由于在模压催化剂中所含的二氧化钛和活性组分由于煅烧而烧结，难以获得在低温下具有高活性的催化剂(最终产物)。
②所谓的V与Mo或W的复合效应是不足的，因为二氧化钛，和活性组分如V、Mo和W的盐或氧化物的颗粒一旦通过捏合变为它们全部呈其原态共同存在的状态，它们就仅在经过煅烧后才进行复合。因而，所述捏合方法导致形成的催化剂(最终产物)在耐久性方面的改进小并且对SOX的耐受性小。
2)浸渍方法
①与捏合方法一样，需要通过煅烧模压的催化剂来对活性组分进行活化。因此，不可能避免活性组分的烧结，因而不可能得到具有高活性、尤其是在低温下具有高活性的催化剂。
②由于在浸渍方法中用活性组分来浸渍预先模压和煅烧过的催化剂，活性组分的复合变得比捏合方法容易。但另一方面，活性组分的浓度在催化剂内部和表面之间变得不同，难以将催化剂内的两种或多种活性组分的比值保持为恒定数值，因而不能期待可实现最适宜的复合效应，因为在浸渍方法中活性组分被二氧化钛吸附。
为克服上述背景技术中的问题，人们已尝试了：
(i)捏合方法与浸渍方法相结合的方法，例如其中用钒盐浸渍二氧化钛-钼氧化物载体的浸渍方法和其中用W、V等顺序浸渍二氧化钛载体的另一种浸渍方法；和
(ii)对浸渍方法的改进。
但很难说通过这些方法得到了足够的效果。
发明内容
本发明的主题是要提供一种催化剂，其不需要通过煅烧来对催化剂的活性组分进行活化(煅烧已成为通过常规技术来获得高活性催化剂的障碍)，且在所述催化剂中，钒与钼形成复合材料的复合预期达到足够程度，本发明还提供制备这类催化剂的方法，并提供具有高活性、尤其是低温活性和耐久性均大大增加的催化剂。
为实现上述目的，在本发明中采用的方法是这样的方法，其中(i)使用具有特定组成的、不需经煅烧进行活化的钼-钒(Mo-V)复合化合物(此后为简明起见，“复合化合物”时常称为“化合物”)作为活性组分，并且用所述化合物浸渍包含二氧化钛作为主要组分的载体；或(ii)将复合化合物添加到二氧化钛颗粒或粉末中，然后进行捏合。
相应地，本发明概述如下：
(1)用于净化废气的催化剂化合物，在所述化合物中，钒原子与钼原子的比值(V/Mo)为3/2或接近该值，且该化合物由如下示构式表示：
(NH4)xMo2VxO(3x+6)
其中x为2.8至3.2。
(2)用于净化废气的催化剂，在所述催化剂中，在上述段落(1)中叙述的水溶性化合物负载在载体上。
(3)用于净化废气的催化剂，该催化剂通过用以上段落(1)中叙述的水溶性化合物浸渍二氧化钛载体的步骤来制备，或者通过二氧化钛粉末与所述水溶性化合物一起捏合的步骤来制备。
(4)按照上面段落(2)或(3)的用于净化废气的催化剂，其中该催化剂通过将以上段落(2)或(3)所述的催化剂进一步在低于500℃的温度下煅烧来制备。
(5)一种制备以上段落(1)叙述的催化剂化合物的方法，该方法包括使钼氧化物(MoO3)与偏钒酸铵(NH4VO3)在水共同存在下反应预定的时间的步骤。
(6)一种用于废气净化催化剂的组合物，该组合物包括以上段落(1)叙述的水溶性化合物和如硅溶胶的溶胶类物质。
(7)一种用于净化废气的催化剂，在该催化剂中，以上段落(6)叙述的组合物负载在载体上。
(8)一种制备废气净化催化剂的方法，该方法包括将以上段落(1)叙述的水溶性化合物与如硅溶胶的溶胶类物质的混合物负载在二氧化钛载体上的步骤，或在水溶性化合物预先与溶胶类物质混合之后使所述混合物与二氧化钛粉末混合的步骤。
在本发明中使用的Mo-V复合化合物，是本发明人为解决上述传统技术中的问题经认真研究发现的一种复合化合物。该化合物是一种红棕色物质，其通过将偏钒酸铵(NH4VO3)和三氧化钼(MoO3)添加到水中，使得钒原子与钼原子的比值(V/Mo)达到3/2(或6/4)或接近该值，然后将它们搅拌预定的时间(通常多于10小时)来制备。所述化合物的特征在于在常温下的溶解度高达170g/l。尽管本发明人已试图确定所述化合物的结构，但目前所知道的事实只是，该化合物是一种红棕色化合物，在将难溶于水的偏钒酸铵和三氧化钼添加到水中然后长时间搅拌后形成，其钒与钼的比值(V/Mo)为3/2或接近3/2，并具有高的溶解度。与此相关，本发明人试图通过使用三氧化钼(MoO3)与五氧化二钒(V2O5)、偏钒酸铵(NH4VO3)与钼酸铵((NH4)6Mo7O24·4H2O)、仲钨酸铵六水合物((NH4)10H10·W12O46·6H2O)与偏钒酸铵或偏钒酸铵与三氧化钨(WO3)的组合作为起始原料来制备与本发明化合物相似的化合物。但使用这些组合的尝试未观察到形成具有上述的这种高溶解度的化合物。因此，这里此后使用的术语“钼-钒(Mo-V)化合物”是指具有高溶解度的、稳定的、红棕色化合物，并且是在将偏钒酸铵和氧化钼与水一起搅拌时形成。本发明的化合物本身具有高的活性。因而，当本发明的化合物添加到二氧化钛中时，不必煅烧所述混合物来重新活化。另外，由于在本发明中钼和钒形成稳定的化合物或复合物，本发明的化合物几乎不会被废气中所含的SOX所侵蚀，从而提供了具有高耐久性的催化剂。
当制备本发明的催化剂时，采用的操作是，将预先制备的二氧化钛载体用含有预定浓度的上述Mo-V化合物的溶液浸渍，然后干燥。由于Mo-V化合物即使在刚干燥后即具有高活性，所以不需要煅烧来活化所述化合物。但当需要时可增加煅烧步骤。
再有，采用了本发明Mo-V化合物的催化剂不仅可通过上述的浸渍方法获得，而且可通过将Mo-V化合物添加到二氧化钛粉末中、模压、然后干燥、并如需要再经煅烧的方法来获得。
另外，由于在本发明催化剂中使用的Mo-V化合物是很稳定的，所述化合物甚至当与溶胶类物质如硅溶胶混合时也不分解。因而，通过将Mo-V化合物与溶胶类物质的混合物溶液涂覆在二氧化钛载体上从而使所述混合物负载在所述载体上，可获得高活性和高强度的催化剂。
如上所述，本发明的要素在于本发明人发现的包含Mo-V化合物的物质的新型组合物的应用。因此，本发明的范围不受在催化剂或二氧化钛中还包含无机纤维、其它催化剂组分、或无机或有机粘结剂这样的事实所限制。另外，虽然当不进行(模压)催化剂的煅烧活化时可获得具有最高活性和最长耐久性的催化剂，但根据催化剂的强度和使用条件，当需要时可在低于500℃的温度下来进行煅烧。虽然对浸渍时渗透到二氧化钛中的Mo-V化合物的数量或与二氧化钛混合的Mo-V化合物的数量没有限制，但通常当选择的数量使得Mo-V化合物的数量少于二氧化钛的20％(以重量计，此后也使用相同基准)且有利的是小于10％时趋向于获得优选的结果。
[功能]
为解释本发明催化剂的功能和效果，首先阐述由通用的捏合方法或浸渍方法得到的催化剂的问题。图2(A)是图示由通用的捏合方法得到的催化剂在煅烧前的表面层横截面示意图。由所述图可以看出，作为活性组分添加的V(钒)化合物1和Mo(钼)化合物2在对它们进行干燥的步骤中变为各化合物的颗粒，且所述化合物的颗粒与二氧化钛的颗粒呈混合态存在。为使这一状态下的催化剂表现出活性，所述活性组分需要经煅烧来变为氧化物。另外，为使在分离位置上存在的V化合物颗粒与Mo化合物颗粒复合以产生复合效应，例如增加催化剂的耐久性，所述组分必须在高温下进行煅烧以通过加热扩散来互相进行反应。但当催化剂被煅烧时，不仅发生活性组分烧结而且二氧化钛也烧结。结果，制备的催化剂具有小的比表面积，因而不可能预期催化剂具有高活性。另外，经热扩散进行的活性组分的复合甚至在增加催化剂的耐久性方面也不能认为是充分的，因为所有活性组分在热扩散中不可能均匀地进行反应。
图2(B)是图示通过通用浸渍方法得到的催化剂在催化剂干燥步骤中的表面层的横截面示意图。甚至在浸渍方法的情况下，在催化剂的干燥步骤，各活性组分的颗粒沉积或独立地存在于二氧化钛(TiO2)颗粒3的表面上，因而自然地，所述活性组分必须经煅烧来进行活化或复合。另外，作为通用浸渍方法所特有的问题，由于二氧化钛与用于浸渍的所述活性组分的混合物的溶液中所含有的各活性组分之间的亲合力(吸附性)的差别，在催化剂内发生各活性组分的分布。因此，很难在全部催化剂各处保持活性组分的确定的比值，因而也难以通过活性组分的互相复合来得到高耐久性。
另一方面，图1是图示本发明催化剂的表面层横截面的示意图。由图1中可清楚理解，在本发明的催化剂中，在完成了催化剂的干燥的阶段，活性Mo组分和活性V组分以已呈复合态的颗粒4存在于二氧化钛颗粒3的表面上，因为本发明催化剂通过用Mo-V化合物溶液浸渍催化剂载体以使所述载体负载所述Mo-V化合物来制备，所述Mo-V化合物由本发明人重新发现，并具有高稳定性。因此，不必须经煅烧来再复合活性化合物。再者，本发明的催化剂不需要经煅烧来活化，因为负载在载体上的Mo-V化合物本身具有高活性。因而，引起活性组分和二氧化钛烧结的煅烧步骤对本发明的催化剂来说不是必需的。与这种优点相应的是，可以获得具有高活性、特别是在低温下的极高活性(这要求催化剂具有高表面积)的催化剂。甚至当为了除活化或复合以外的原因而在本发明的催化剂制备过程中采用煅烧步骤时，可在该目的所需的最低温度下来充分地进行所述煅烧，并且可容易地得到具有高活性的催化剂。再者，值得注意的是，所添加的活性组分的具体Mo/V比值在本发明的催化剂内各处得到保持。基于这一事实，不仅不需要特别的复合处理，而且按照本发明总是可获得具有高活性和高耐久性的催化剂。
本发明的更有利之处是，新发现的Mo-V化合物是非常稳定的，所述化合物甚至当与硅溶胶或二氧化钛(TiO2)混合时也不分解，且所述化合物可呈与硅溶胶的混合物溶液形式用于浸渍，或可用于与二氧化钛进行捏合。基于这些事实，可将所述活性组分与具有大的增加强度效应的胶体氧化硅一起同时用于浸渍或捏合，因而可相当程度地简化所述催化剂的制备方法。
另外，用于本发明的Mo-V化合物的特征在于，所述化合物均匀地由载体负载，甚至直到催化剂的内部，因为所述化合物对二氧化钛的亲合性小。本发明的催化剂甚至在这点上也是有利的，因为在整个催化剂中的所有活性点均用于在200℃左右的低温下对废气如来自城市垃圾焚烧炉的废气进行脱氮。另外，尽管在低温下脱氮催化剂因SOX造成的性能恶化倾向于变得显著，但是因为负载的Mo-V化合物是稳定的并且不容易与SOX反应，可获得对SOX具有高耐受性的催化剂，其耐受性程度达到此前不可预期的值。
另外，本发明的催化剂甚至在含氯有机化合物的氧化分解中也表现出高的性能，并特别适于用作对城市垃圾焚烧炉排出的废气进行脱氮并从所述废气中除去二噁类化合物的催化剂，这些应用中需要催化剂在200℃左右同时具有耐受性和氧化含氯化合物如二噁类化合物的活性。
附图简要说明
图1为图示本发明催化剂的表面层横截面的示意图，并显示了活性组分在催化剂中的分布状态。
图2所示为与图1相似的示意图，显示了常规技术的催化剂中活性组分的分布状态。
图3为分别在本发明的实施例和其比较例中得到的催化剂的性能对比图。
在附图中，标号意义如下：
1...V化合物，2...Mo化合物，3...二氧化钛，4...本发明中使用的Mo-V化合物。
本发明的最佳实施方式
现在，参照具体实施例更详细地对本发明进行描述。但应理解，本发明的范围无论如何不局限于这种具体实施例。
实施例1
将通过向410g水中添加40.6g三氧化钼(MoO3)和49.4g偏钒酸铵(NH4VO3)得到的浆液在室温下轻轻搅拌20小时，以使两种化合物互相进行反应，从而完全溶于水中。在如此获得的溶液中，Mo-V化合物的浓度为约18wt％，并且在所述化合物中V原子与Mo原子的比值(V/Mo)为3/2。如此形成并溶解于水中的红棕色物质可由示构式(NH4)3Mo2V3O15来表示。
比较例1
将通过向410g水中添加49.8g钼酸铵((NH4)6·Mo7O24·4H2O)和49.4g偏钒酸铵(NH4VO3)得到的浆液在室温下轻轻搅拌20小时。在这种情况下，虽然在搅拌完成时在浆液中固体物质的浓度为约18wt％，且在所述浆液中V原子与Mo原子的比值(V/Mo)为3/2，与实施例1结果相同，但偏钒酸铵不溶于水，且未得到红棕色产物。
比较例2
将通过向410g水中添加49.8g钼酸铵((NH4)6·Mo7O24·4H2O)和38.4g五氧化二钒(V2O5)得到的浆液在室温下轻轻搅拌20小时。在这种情况下，虽然在搅拌完成时在浆液中固体物质的浓度为约18wt％，且在所述浆液中V原子与Mo原子的比值(V/Mo)为3/2，与实施例1结果相同，但五氧化二钒不溶于水且未得到红棕色产物。
比较例3
将通过向410g水中添加65.4g三氧化钨(WO3)和49.4g偏钒酸铵(NH4VO3)得到的浆液在室温下轻轻搅拌20小时，以试图使该两种化合物互相反应从而完全溶解于水中。虽然所述浆液中V原子与W原子的比值(V/W)为3/2，与实施例1结果一样，但添加的化合物几乎不溶于水，且未得到红棕色产物。
从实施例1和比较例1至3的结果可清楚看出，在实施例1中形成的V原子与Mo原子的比值(V/Mo)为3/2、并且在水中具有高溶解度的红棕色物质，可认为是由偏钒酸铵与三氧化钼在水中反应所形成的特殊物质。因而，已发现，当起始原料不同时，不能得到所述的特殊化合物，甚至当使用是所述钼化合物的同系物的钨氧化物来取代钼化合物时，也不能得到所述的特殊化合物。
实施例2
用含有40％二氧化钛、20％硅溶胶和1％聚乙烯醇的浆液浸渍一种网状物，然后在150℃下干燥获得具有一定劲度的催化剂基材，所述网状物是通过将搓合的纱线以10根纱线/英寸的粗糙度编织成平纹织物来制备的，所述纱线各含有纤维直径为9μm的1400E玻璃纤维。
另一方面在另外的步骤中，将1.5kg比表面积为约230m2/g的二氧化钛添加到75g草酸中，向其中添加水形成膏状物质，然后向其中添加300g二氧化硅·三氧化二铝纤维并捏合，直到得到均一的膏状物。
将如此得到的膏状物置于上述步骤获得的两片催化剂基材之间，并使它们经过压辊，从而得到厚度为0.7mm并含有二氧化钛的片材。将这种片材在室温下干燥，然后在400℃下煅烧2小时，得到二氧化钛载体。
将这种二氧化钛载体浸渍在在实施例1中合成的Mo-V化合物溶液中，以负载所述Mo-V化合物，然后在80℃下干燥2小时。在如此获得的催化剂中，三氧化钼(MoO3)和五氧化二钒(V2O5)的含量以二氧化钛(TiO2)的量计分别为4.8wt％和4.5wt％。
比较例4
用含有40％二氧化钛、20％硅溶胶和1％聚乙烯醇的浆液浸渍一种网状物，然后在150℃下干燥获得具有一定劲度的催化剂基材，所述网状物是通过将搓合的纱线以10根纱线/英寸的粗糙度编织成平纹织物来制备的，所述纱线各含有纤维直径为9μm的1400E玻璃纤维。
另一方面在另外的步骤中，将88.3g钼酸铵和75g草酸添加到1.5kg比表面积为约230m2/g的二氧化钛与86.7g偏钒酸铵的混合物中，向其中添加水形成膏状物质，然后向其中添加300g二氧化硅·三氧化二铝纤维并捏合直到得到均一的膏状物。
将如此得到的膏状物置于上述步骤获得的两片催化剂基材之间，并使它们经过压辊，从而得到厚度为0.7mm的片材。将这种片材在室温下干燥，然后在80℃下干燥2小时，得到催化剂。
在如此获得的催化剂中，三氧化钼(MoO3)和五氧化二钒(V2O5)的含量以二氧化钛(TiO2)的量为基准计分别为4.8wt％和4.5wt％。
实施例3至6
将与实施例2所得到的相同的催化剂分别在200、300、400和500℃下煅烧两小时，来制备各催化剂。
比较例5至8
以与实施例3至6相同的方式，将与实施例4中所得到的相同的催化剂分别在200、300、400和500℃下煅烧来制备各催化剂。
比较例9和10
将8.67g的偏钒酸铵和8.83g的钼酸铵溶解于41cm3的10％一甲胺水溶液中。将与实施例2中所用相同的二氧化钛载体浸没在如此得到的溶液中以进行浸渍，然后将所述载体首先在室温下干燥，再在80℃下干燥以得到比较例9的催化剂。
将与比较例9相同的催化剂再在500℃下煅烧2小时来获得比较例10的催化剂。
将分别由实施例2至6和比较例4至10得到的各种催化剂切成20mm×100mm的条带，然后在表1所示的条件下进行脱氮试验。如此获得的结果示于图3中，显示催化剂煅烧温度与脱氮率间的相关性。在这方面，干燥温度被当作是煅烧温度的一部分，并且在图3中包括了仅经过干燥的催化剂的数据。
由图3可以清楚地看出，本发明的催化剂表现出极高的活性。另外，比较例的催化剂不具有高活性，除非它们在高于400℃的温度下进行煅烧，而本发明的催化剂，例如甚至在其中根本不进行煅烧的实施例2中得到的催化剂，表现出与煅烧过的催化剂相同程度的极佳的性能。由这一事实证明，本发明的催化剂不需要经过如煅烧的活化处理，因而本发明的催化剂在催化剂活性和制备成本方面具有很大的优点。
表1
    温度(℃)     200
    空气速度(m/h)     17
    气体组成NONH3O2CO2H2O 2002401066
另一方面，将分别由实施例2至6和比较例4、8、9和10得到的催化剂在200℃下暴露于含有200ppm SO2的废气100小时，以测定催化剂活性因SO2的作用而降低的程度。即，在表1所示条件下测定在200℃下暴露于含有SO2的气体之前和之后的催化剂的性能。如此得到的结果示于表2中。
表2
  催化剂     初始脱氮率(％)     在用SO2处理之后的脱氮率(％)
  实施例2     92     85
  实施例6     89     80
  比较例4     27     5
  比较例8     71     20
  比较例9     21     2
  比较例10     56     14
由表2中可以看到，比较例的任何催化剂均由于暴露于含有SO2的气体而明显降低了活性。相反，实施例的催化剂的活性降低极小。特别是可以看到，与其它催化剂相比，实施例2的催化剂的活性降低最小。这据认为是由于实施例的催化剂不易受SO2影响，以及所述化合物以Mo-V化合物的形式负载在催化剂中，因而钼与钒的复合充分的事实所致。
如上所述，现已发现，按照本发明不仅不经煅烧可获得具有高活性的催化剂，而且本发明的催化剂在耐久性方面也特别优异。
为更具体地描述本发明的效果，给出如下的其它实施例。
实施例7
以与比较例4相同的方式来制备催化剂，不同之处是，使用在实施例1中制备的Mo-V化合物溶液来代替比较例4中的钼酸铵和偏钒酸铵溶液。
实施例8
向与实施例1中制备的相同的Mo-V化合物溶液中，添加500g含有20wt％SiO2的胶体二氧化硅(由Nissan Chemical Industry Co.，Ltd.制备；商品名：Silica sol-o)来得到两种组分的混合物的溶液。使用这种溶液，以与实施例2相同的方式来制备催化剂。
比较例11
通过向与比较例9中所用的相同的含有偏钒酸铵和钼酸铵的混合物的单甲胺水溶液中添加50g胶体二氧化硅(上述Silica sol-o)，来制备一种溶液。使用如此得到的溶液，以与比较例9相同的方式来制备催化剂。
实施例9
使用与实施例4得到的相同的催化剂，在200℃下测定脱氮活性，并通过向废气中添加数量为10ppm的氯苯作为准二噁英物质来同时测定催化剂的氯苯氧化率。
以与实施例2所用相同的方式来进行实施例7得到的催化剂的性能试验。如此得到的结果与实施例2的结果一起示于表3中。由表3中可以看到，甚至当Mo-V化合物用作捏合方法中催化剂的起始原料时，如表3中实施例7的一行所示，可获得与浸渍方法同样的高催化剂性能。
表3
    催化剂     添加Mo-V化合物的方法     脱氮率(％)
    实施例2     浸渍方法     92
    实施例7     捏合方法     91
另外，在表4中给出了分别由实施例8和比较例11得到的两种催化剂的在200℃下的活性和弯曲强度试验结果。由表4可以看到，与实施例8的催化剂相比，比较例11的催化剂不仅活性低，而且弯曲强度值极低。这据推测是由于钼盐和钒盐的混合物的水溶液与硅溶胶的混合使硅溶胶和钒盐变为凝胶状物质，并且因而所述凝胶状物质不能渗透到二氧化钛载体中。从这一实施例可以清楚地看到，按照本发明，由于本发明的Mo-V化合物可任意地与硅溶胶混合，所以可以使载体同时负载催化剂的强度增加剂和活性组分，因而，可经简单的步骤制备出具有高强度和高活性的催化剂。
表4
    催化剂     脱氮率(％)     弯曲强度(kg/cm2)
    实施例8     72     140
    比较例11     14     60
作为实施例9中进行的试验的结果，还可发现，本发明的催化剂表现出的氯苯氧化分解的活性高达80％或更高。如上所述，本发明的催化剂不仅在200℃这样的低温下活性极佳，而且几乎不会因垃圾焚烧炉的废气中所含的SOX而导致性能恶化，另外，其对准二噁英物质的含氯有机化合物的氧化活性极佳。人们希望在近年来数量日益增多的垃圾焚烧炉中同时分解二噁类化合物和进行脱氮，而本发明的催化剂是满足这种社会需求的特别优异的一种。
工业实用性
按照本发明，可得到具有催化活性但不需要煅烧活化步骤的催化剂化合物。具有负载在载体上的所述化合物或通过捏合而包含在其中的所述化合物的催化剂具有优异的低温活性、耐久性和分解二噁类化合物的活性，因而可使得垃圾焚烧炉、用于净化废气的装置等高度有效。另外，由于作为活化催化剂的活性组分的处理而进行的煅烧变得不是必须的，不仅可简化催化剂的制备步骤，而且还可将重点放在催化剂活性方面来设计催化剂，并且可对催化剂的性能和经济方面进行各种改进。再者，在本发明中使用的Mo-V化合物不仅甚至当与溶胶类物质如硅溶胶混合时是稳定的，而且其不发生溶胶的胶凝作用。因此，可在为增加催化剂的强度而用硅溶胶对催化剂进行浸渍的步骤的同时负载活性组分，并且可经过简单的步骤获得具有高强度和高催化活性的催化剂。

Claims (11)

1.一种用于净化废气的催化剂化合物，该化合物由如下示构式表示：
(NH4)xMo2VxO(3x+6)
其中x为2.8至3.2。
2.一种用于净化废气的催化剂，在该催化剂中，通过用化合物浸渍载体或将载体粉末和化合物在一起捏合，而将权利要求1中限定的化合物负载在载体上。
3.权利要求2的用于净化废气的催化剂，其中所述载体是二氧化钛。
4.权利要求2或3的用于净化废气的催化剂，其中所述催化剂通过将权利要求2或3的催化剂进一步在低于500℃的温度下煅烧来制备。
5.一种制备权利要求1的催化剂化合物的方法，该方法包括使三氧化钼与偏钒酸铵在水共同存在下搅拌反应的步骤。
6.权利要求5的方法，其中所述反应步骤进行10小时以上。
7.一种用于废气净化催化剂的组合物，该组合物包含权利要求1的化合物和溶胶类物质。
8.权利要求7的组合物，其中溶胶类物质是硅溶胶。
9.一种废气净化催化剂，在该催化剂中，权利要求7中限定的组合物负载在载体上。
10.一种制备废气净化催化剂的方法，该方法包括使在权利要求1中限定的化合物与溶胶类物质的混合物负载在二氧化钛载体上的步骤，或在所述化合物预先与溶胶类物质混合之后使所述混合物与二氧化钛粉末混合的步骤。
11.权利要求10的方法，其中溶胶类物质是硅溶胶。
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