一种抗水型低温NH3‐SCR催化剂的制法及其制得的催化剂和用途，抗水型低温NH3‐SCR催化剂是一种介孔Mn0.2Ti0.8‐xSixO2复合氧化物催化剂，它的制备方法是将醋酸锰(0.98g)和钛酸四丁酯(5mL)溶于20mL乙醇溶液，加入1mL醋酸，1mL水促进水解，剧烈搅拌均匀后，反应液装入水热反应釜中，置于180℃反应24小时后离心、洗涤和干燥，得到Mn0.2Ti0.8O2复合氧化物纳米颗粒，随后将其分散在环己烷中，加入0.5mL‐5mL六甲基二硅氧烷，搅拌24小时，洗涤干燥，最后在空气气氛下550℃焙烧4小时，得到介孔结构的Mn0.2Ti0.8‐xSixO2复合氧化物催化剂。本发明专利技术的制法的优点是：原料廉价易得，制法简便，设备简单，环境友好；催化剂具有介孔结构，并且有较大的孔容；与未经过孔结构调整的催化剂相比，本发明专利技术的催化剂具有更好的NH3‐SCR抗水性。
【技术实现步骤摘要】
： 本专利技术涉及一种介孔锰钛复合氧化物催化剂的制备方法及其在固定源（燃煤电 厂、工业炉窑等）烟气脱硝中的应用。
技术介绍
： 随着工业的发展，各种污染问题变得越来越严峻，大气污染就是其中之一。氮氧化 物（NOx)是主要的空气污染物，主要来源于煤，石油制品等石化燃料的燃烧。电厂，炼钢厂 等高耗能工厂是其主要排放源之一。目前，成功运营的商业NH 3-SCR催化剂是日本在二十 世纪七十年代开发的V2O5-WO 3 (或MO3) /TiO2催化剂。该催化剂的特点是在燃煤锅炉电站中 的NOJ^*效率达80%以上，且具有良好的抗硫性能，工作温度为280-420°C。 锰基催化剂作为一种低温NH3-SCR催化剂已被广泛研究。目前为止，已有许多报导 Mn基催化剂在100-180°C的低温段具有良好的NH3-SCR催化活性。二氧化钛是一种耐酸碱 的氧化物，可以作为一种良好的载体。同时，锐钛矿二氧化钛由于其特殊的晶体结构，往往 能形成$父尚比表面积的氧化物载体，有助于提尚催化剂活性。 但由于国内的燃煤电厂大多采用湿法脱硫，烟气温度较低（100-180°C )，且含水 量较大，传统的钒钨钛催化剂无法得到良好的运用。因此，寻找一种低温活性高，抗水性良 好的NH3-SCR催化剂势在必行。 另外，我们研究发现，催化剂的孔结构对催化剂的抗水性有较大影响。孔容更大的 介孔结构往往比小孔结构的催化剂有更好的抗水性。
技术实现思路
本专利技术人研究发现，催化剂的孔结构对催化剂的抗水性有较大影响。孔容大的介 孔结构往往比小孔结构的催化剂有更好的抗水性。 我们设计合成了一种锰-钛复合氧化物催化剂，并通过不同用量的六甲基二硅氧 烷对其进行孔道改造。所制备催化剂具有介孔结构，孔容增大，其在NH 3-SCR催化中表现出 优异的低温（150°C)催化性能和良好的抗水性。同时，本催化剂所用原料廉价易得，制备方 法简便快捷，能耗少，环境污染小，在NH 3-SCR催化脱硝领域有着潜在的应用前景。 本专利技术的目的：提供一种良好低温活性、高抗水性的介孔金属复合氧化物催化剂 及其制法，它能在NH 3-SCR脱硝催化中得到应用。 本专利技术原理如下：利用一步水热合成锰-钛复合氧化物纳米颗粒，然后用六甲基 二硅氧烷在将纳米颗粒粘连形成介孔结构扩大孔容，制备介孔金属复合氧化物催化剂。 本专利技术的技术方案如下： -种介孔Mna2Tias xSix02复合氧化物催化剂的制备方法，它包括如下步骤： 步骤1.将摩尔比1:4的0. 98g醋酸锰和5mL钛酸四丁酯溶于20mL乙醇溶液，加 入ImL醋酸，ImL水促进水解，剧烈搅拌均匀后，反应液装入聚四氟乙烯内胆的不锈钢水热 反应釜中，置于烘箱中180°C反应24小时后离心、洗涤和干燥，得到Mna2TiasO 2复合氧化物 纳米颗粒； 步骤2.将步骤1制备得到的复合氧化物纳米颗粒分散在环己烷中，加入 0. 5mL-5mL六甲基二硅氧烧，搅拌24小时，洗涤干燥，最后在马弗炉中空气气氛下550°C焙 烧4小时，得到介孔结构的Mn a2Tias xSix02复合氧化物催化齐I」，其中X代表六甲基二硅氧烷 用量。 -种上述制备方法制得的介孔Mna2Tias xSix02复合氧化物催化剂。 上述的介孔Mna2Tias xSix02复合氧化物催化剂作为NH 3-SCR催化剂在烟气脱硝中 的应用。 本专利技术所采用的制备方法的优点： 1.所用原料廉价易得，制备方法简便，设备简单，环境友好； 2.本专利技术的催化剂具有介孔结构，并且有较大的孔容； 3.与未经过孔结构调整的催化剂相比，本专利技术的催化剂具有更好的NH3-SCR抗水 性。【附图说明】 图1为Mna2TiasO2和Mn。. Jias xSix02复合氧化物催化剂的XRD结果。由图可知， 催化剂为锐钛矿晶型，Mn在催化剂110 2表面均匀分散。 图2为Mna2TiasO2和Mn a2Tias xSix02复合氧化物催化剂的孔分布图。从中可以发 现，微量Si处理的样品的孔径往大孔转变。 图3为..211。.802和血。. 211。.8#：!02：!复合氧化物催化剂的順3-5〇?反应结果。由 图可知，Mn2Ti8-Six复合氧化物催化剂具有良好的催化性能。惰性材料Si的引入并没有影 响催化剂的活性。 图4为..211。.802和]?11。. 211。.8#：!02复合氧化物催化剂的抗水性结果。由图可知， Si处理的样品比未处理的样品具有更好的抗水性。【具体实施方式】 实施例LMn JiasO2样品的制备 0· 98g四水合醋酸猛溶于28mL无水乙醇，磁力搅拌下加入ImL水，ImL冰醋酸，搅 拌均匀。5mL钛酸四丁酯加入上述溶液，搅拌30min。将反应液转移到50mL聚四氟乙烯内胆 的不锈钢水热反应釜中，置于烘箱180°C反应24h。冷确至室温，离心分离，分别用水，乙醇 洗涤3次，60°C干燥过夜。所得样品在空气气氛下用马弗炉煅烧4小时（煅烧温度550°C， 升温时间150min)，得到Mn 2Ti8样品。 实施例2. Mna2Tias xSix02催化剂的制备 将实施例1中制得的Mna2TiasO2样品Ig分散于IOOmL正己烷中，加入X mL六甲基 二硅氧烷（0. 5〈x〈5)，搅拌24h。离心分离，用正己烷洗涤3次，60°C干燥过夜。所得样品在 空气气氛下用马弗炉煅烧4小时（煅烧温度550°C，升温时间150min)，得到Mn a2Tias xSix02 样品。XRD结果表明，制备的催化剂均为锐钛矿晶型（如图1)。其BET结果表明，Si处理 过的样品孔容增大（如表1)，孔径往大孔移动（如图2)。表1 实施例3.催化剂的NH3-SCR性能评价 将实施例1，2中制备的催化剂应用于NH3-SCR反应，Mna2Ti as xSix02和Mn a2TiQ.s02 催化剂均表现出良好的低温催化活性，说明惰性物种Si的引入没有降低催化剂的活性，如 图3所示。该反应在微反应催化装置上进行，反应气体组成为500ppm NH3,500ppm N0,5% O2，余气为N2，空速为100, OOOh \催化剂用量为0. lg，催化反应的温度为25-350°C，反应的 NO转化率使用红外方法检测。 实施例4.催化剂的抗水性能评价 用实施例1，2中制备的催化剂进行抗水性能测试，其结果如图4。相比于 Mna2TiasO2, Si处理的催化剂在通水20h后仍具有较好的催化活性。并且只需断水加热 150°(：，111，催化剂活性又会得到恢复。反应气体组成为500??111順 3,500??111勵，5%02， 3. 5% H20(g)，余气为N2，空速为100, OOOh \催化剂用量为0. lg，反应温度为150°C。【主权项】1. 一种介孔Mn。.211。.8 xSix02复合氧化物催化剂的制备方法，其特征是它包括如下步 骤： 步骤1.将摩尔比1:4的0. 98g醋酸猛和5mL钛酸四丁酯溶于20mL乙醇溶液，加入ImL 醋酸，ImL水促进水解，剧烈搅拌均匀后，反应液装入聚四氟乙烯内胆的不锈钢水热反应釜 中，置于烘箱中180°C反应24小时后离心、洗涤和干燥，得到Mn a2TiasO2复合氧化物纳米颗 粒； 步本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种介孔Mn0.2Ti0.8‑xSixO2复合氧化物催化剂的制备方法，其特征是它包括如下步骤：步骤1.将摩尔比1:4的0.98g醋酸锰和5mL钛酸四丁酯溶于20mL乙醇溶液，加入1mL醋酸，1mL水促进水解，剧烈搅拌均匀后，反应液装入聚四氟乙烯内胆的不锈钢水热反应釜中，置于烘箱中180℃反应24小时后离心、洗涤和干燥，得到Mn0.2Ti0.8O2复合氧化物纳米颗粒；步骤2.将步骤1制备得到的复合氧化物纳米颗粒分散在环己烷中，加入0.5mL‑5mL六甲基二硅氧烷，搅拌24小时，洗涤干燥，最后在马弗炉中空气气氛下550℃焙烧4小时，得到介孔结构的Mn0.2Ti0.8‑xSixO2复合氧化物催化剂，其中x代表六甲基二硅氧烷用量。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董林，虞硕涵，李露露，汤常金，高飞，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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