本发明专利技术公开了一种基于钛渣的SCR脱硝催化剂及其制备方法，所述催化剂直接在覆有介孔氧化铝涂层的钛渣载体上原位合成Ni-Cu-SSZ-13分子筛，元素Ni和Cu的高度分布可以在很大程度上提高催化剂在脱硝过程中的反应稳定性和抗水耐硫性能；以3,4,5-三羟基苯甲酸和1-甲基-3-乙基咪唑二氰胺盐作为模板剂一方面起到表面活性剂的作用；另一方面还可以与Ni和Cu形成稳定的络合物，可以作为模板剂诱导纳米粒子形成形貌规整、结构均匀的催化剂，从而提高催化剂中活性组分的分散均匀度及反应稳定性。以涂有介孔氧化铝层的钛渣作为载体可以大大降低生产成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境催化
，涉及一种基于钛渣的SCR脱硝催化剂及其制备方 法。
技术介绍
目前固定源尾气脱硝技术主要是以NH3为还原剂的选择性催化还原技术即NH3-SCR，其技术的核心是催化剂。目前广泛应用于燃煤电厂、工业锅炉等固定源烟气脱硝净化 过程中的催化剂主要是以WO 3或MoO3改性的V2〇5/Ti〇2催化剂，该催化剂在300~400°C具有较 高的催化活性和抗SO 2中毒性能，但其自身也存在一些缺陷，如:生产成本高、操作温度窗口 较窄、高温时N2O大量生成造成N 2选择性下降、活性组分V2O5易升华并具有生物毒性、高温稳 定性能差等缺陷。 申请公开号为CN103301863B的中国专利技术专利《基于钢渣的SCR脱硝催化剂及其制 备方法》（【申请号】201310282608.3)披露了 一种以固体冶金钢渣为原料，经酸洗干燥后制成 的表面积为4.8174~54.6885m2/g，平均孔径为64~I IOnm的SCR脱硝催化剂。该催化剂没有 添加活性组分、制备工艺简单、生产成本低，但是其反应温度窗口较窄150~250°C，脱硝效 率为78~84%，抗水耐硫性能没有评价，其总体的催化效果有待于进一步改进。 申请号为200310100420.9的中国专利技术专利《一种用锅炉粉煤灰制备选择性催化还 原脱硝催化剂的方法》披露了一种以锅炉粉煤灰为载体，载体制备需要先经过酸洗处理，然 后再用浓硝酸浸泡成型，用蒸馏水冲洗过滤出来的成型飞灰颗粒成中性，再经过一次干燥 生成飞灰改性的载体。然后将该载体进入金属氧化物盐溶液中再经过二次干燥和煅烧制成 脱硝催化剂。该专利技术制备的催化剂生产成本低、抗二氧化硫性能良好，但是其生产条件苛 亥Ij，生产过程中有大量的废酸和废水需要处理，n 2选择性和反应温度窗口没有评价，其催化 活性也需要进一步改进。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术公开了一种NOx转化率高、N2选择性好、抗 水耐硫性能强、反应稳定性好及生产成本相对较低的基于钛渣的SCR脱硝催化剂及其制备 方法。 本专利技术是采用如下技术方案实现的： -种基于钛渣的SCR脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤： 步骤一，钛渣的前处理:将原料钛渣破碎研磨，筛分出20~40目的钛渣加至5wt% 的硫酸溶液中，固液比为〇. 35~0.45g/mL，在40~60°C的水浴条件下处理1~3h，将未溶解 的钛渣过滤并洗涤至中性后，在ll〇°C条件下干燥处理6h，再于400°C条件下焙烧3h得到活 化后的钛渣； 步骤二，涂覆介孔氧化铝层:将铝前驱体、尿素和表面活性剂溶于去离子水中，再 加入活化后的钛渣，错前驱体、尿素、表面活性剂和水的重量比为5:50:1:108,固液重量比 为1:6~15，在85~95°(3下反应12~1811，经过滤、洗涤并在110°(3干燥511后于500°(3焙烧处理 4h得到覆有介孔氧化铝涂层的钛渣； 步骤三，活性组分的负载:将铜前驱体、镍前驱体、偏错酸钠溶于去离子水中，充分 搅拌后向该体系中滴加摩尔比为1.5:1的3，4,5-三羟基苯甲酸和1-甲基-3-乙基咪唑二氰 胺盐的混合物继续搅拌，然后再加入氢氧化钠和硅溶胶，充分搅拌后得到反应溶液，反应溶 液中各成分的摩尔份如下： Cu 2.0-4.0 Ni 2.0-4.0 Na2O 4.0 ^ 15.0 M<h 1.0 SiO2 丨0 0 ~40.0 3.4.5- 三羟基苯甲酸 2.0~4.0 1-甲基-3-乙基咪唑二氰胺盐1.33-2.66 H2O 200,0-400.0 将覆有介孔氧化铝涂层的钛渣和反应溶液加入反应釜中，固液重量比为1: 12~ 18,于120~160°C下反应1~3天，反应完毕后，将所得体系中的水分在110°C下蒸干，再于 550~650°C下焙烧处理3~6h，即得到Cu-Ni-SSZ-13/Al 2〇3-钛渣催化剂。 进一步的改进，所述步骤一中使用的钛渣为低钛渣;所述步骤三中，反应溶液中各 成分的摩尔份如下： Cu 2.4~3'8 Ni 2.2-3.7 Ha2O .5-15 Ai：0；, 1.0 SiO-. 10.0 - 40.0 3.4.5- 三羟基苯甲酸 2.0~4.0 1-甲基-3-乙基咪唑二氰胺盐1.5~2.5 H2O 200.0 ~400.0 将覆有介孔氧化铝涂层的钛渣和反应溶液加入反应釜中，于160°C下反应24h;所 述焙烧处理的温度650°C，焙烧处理3h。 进一步的改进，所述表面活性剂为CTAB或Pl 23。进一步的改进，步骤三中所述镍前驱体为硝酸镍、氯化镍或乙酸镍。 进一步的改进，步骤三中所述铜前驱体为硝酸铜、氯化铜、醋酸铜或硫酸铜。 进一步的改进，所述钛渣为低钛渣或高钛渣。 -种基于钛渣的SCR脱硝催化剂，包括载体和载体上的活性组分，所述载体为覆有 介孔氧化铝涂层的钛渣，所述活性组分为Ni-Cu-SSZ-13分子筛。 进一步的改进，所述载体占催化剂总重量的80~85%，所述载体中介孔AI2O3涂层 与钛渣的重量比为1:9。 进一步的改进，所述活性组分中Cu占 Ni-Cu-SSZ-13分子筛总重量的10~15%;所 述活性组分中Ni占 Ni-Cu-SSZ-13分子筛总重量的10~15%。 与现有技术相比，本专利技术的优点在于： 1.本专利技术的催化剂采用涂有氧化铝层的钛渣作为催化剂载体，其原料成本较低， 同时催化剂的制备工艺简单，易于操作，大大降低了催化剂的生产成本。同时钛渣的使用价 值也得到了提升； 2.本专利技术所制备的催化剂较传统的催化剂反应温度窗口宽（150~550°C)，催化活 性高，他选择性高，同时避免了 V2O5的使用，基本消除了催化失活后对环境造成的危害； 3.介孔氧化铝涂覆的钛渣具有较大的比表面积和孔体积，在其表面上原位合成 Ni-Cu-SSZ-13分子筛，一方面有利于活性组分在其表面的分散，在NH3-SCR反应过程中显示 出较高的催化活性和较强的抗硫性能；另一方面较高的比表面积有利于NO和NH3在其表面 的吸附，进而提高催化剂的反应活性，同时SSZ-13本身是具有CHA结构的微孔晶体其具有较 高的水热稳定性，从而在NH 3-SCR反应过程中显示出较强的耐水性能； 4.以3,4,5_三羟基苯甲酸和1-甲基-3-乙基咪唑二氰胺盐作为模板剂一方面起到 表面活性剂的作用；另一方面还可以与Ni和Cu形成稳定的络合物，可以作为模板剂诱导纳 米粒子形成形貌规整、结构均匀的催化剂，从而提高催化剂中活性组分的分散均匀度及反 应稳定性。【具体实施方式】为了使本
人员更好地理解本专利技术的技术方案，并使本专利技术的上述特征、 目的及优点更加清晰易懂，现结合实施例对本专利技术做进一步解释说明，应当指出的是，在此 列出的所有实施例仅仅是说明性的，并不意味着对本专利技术范围进行限定。以下实施例中所 使用的低钛渣和高钛渣的成分组成如表1和表2所示 表1低钛渣成分组成表2高钛渣成分组成 实施例1: 本实施例的SCR脱硝催化剂的制备方法包括以下步骤：步骤一，钛渣的前处理:将原料高钛渣破碎研磨，筛分出20~40目的钛渣加至质量 浓度为5wt %的硫酸溶液中，其中，原料钛渣与硫酸溶液的质量体积比为0.35g/mL将加有钛 渣的硫本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于钛渣的SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，钛渣的前处理：将原料钛渣破碎研磨，筛分出20～40目的钛渣加入5wt％的硫酸溶液中，固液比为0.35～0.45g/mL，在40～60℃的水浴条件下处理1～3h，将未溶解的钛渣过滤并洗涤至中性后，在110℃条件下干燥处理6h，再于400℃条件下焙烧3h得到活化后的钛渣；步骤二，涂覆介孔氧化铝层：将铝前驱体、尿素和表面活性剂溶于去离子水中，铝前驱体、尿素、表面活性剂和水的重量比为5:50:1:108，再加入活化后的钛渣，固液重量比为1:6～15，在85～95℃下反应12～18h，经过滤、洗涤并在110℃干燥5h后于500℃焙烧处理4h得到覆有介孔氧化铝涂层的钛渣；步骤三，活性组分的负载：将铜前驱体、镍前驱体、偏铝酸钠溶于去离子水中，充分搅拌后，滴加摩尔比为3:2的3,4,5‑三羟基苯甲酸和1‑甲基‑3‑乙基咪唑二氰胺盐的混合物并继续搅拌，然后再加入氢氧化钠和硅溶胶，充分搅拌后得到反应溶液，反应溶液中各成分的摩尔份如下：将覆有介孔氧化铝涂层的钛渣和反应溶液加入反应釜中，固液重量比为1:12～18，于120～160℃下反应1～3天，反应完毕后，将所得体系中的水分在110℃下蒸干，再于550～650℃下焙烧处理3～6h，即得到Cu‑Ni‑SSZ‑13/Al2O3‑钛渣催化剂。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：史荣会，林小英，郑闽锋，丁翠翠，
申请(专利权)人：福建工程学院，
类型：发明
国别省市：福建;35
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