一种钛基活性粉的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种钛基活性粉的制备方法，包括步骤：(1)将钛白粉加入到去离子水和非离子型分散剂PEG的混合液中，充分搅拌后，加入钨源水溶液，配制成第一悬浮液，得到的第一悬浮液经干燥、焙烧后，得到钨改性钛白粉；(2)将钨改性钛白粉加入到去离子水和非离子型分散剂PEG的混合液中，充分搅拌后，再加入钒源、铈源和锰源的混合水溶液，配制成第二悬浮液，得到的第二悬浮液经干燥、焙烧后，得到钛基活性粉。该钛基活性粉可用于制备柴油机排气脱硝催化剂，提高柴油机低转速下的排气脱硝效率。

Method for preparing titanium based active powder

The present invention provides a method, a preparation of titanium based active powder comprises the following steps: (1) the mixture of titanium dioxide into deionized water and non-ionic dispersant PEG, stirring, adding water solution preparation of tungsten, the first suspension, the first suspension after drying and roasting after get the tungsten modified titanium dioxide; (2) the mixture of tungsten titanium dioxide modified into deionized water and non-ionic dispersant PEG, stirring, adding mixed solution of cerium and manganese, vanadium source source source, to prepare second suspensions, second obtained suspension after drying and roasting, obtained titanium based activated powder. The titanium based active powder can be used for the preparation of the diesel engine exhaust denitration catalyst, and improve the denitration efficiency of diesel engine under low speed.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于脱硝催化剂
，特别涉及一种钛基活性粉的制备方法。
技术介绍
随着环境质量的恶化，对车辆、船舶等移动源尾气排放污染的限值也日益严格，尤其是作为整体环境质量评价指标之一的氮氧化物(NOX)。有研究显示，由船舶排放的NOX占世界总排放量的14～15％，特定区域可能更高，它不仅会引起酸雨、光化学烟雾等破坏地球生态环境的一系列问题，而且还严重危害着人体的健康。因此，如何有效的去除氮氧化物已成为目前环保领域中一个令人关注的重要课题。氨气选择性催化还原法(selective catalytic reduction,SCR)由于成熟和高效而成为主流的脱硝技术，而其核心问题就在于催化剂的研制及催化剂与各种工况的适应性。国内外学者对许多催化剂体系进行了深入系统的研究，如V2O5-WO3/TiO2,MnO2/TiO2,FeOx/TiO2,CuO/TiO2,Cr2O3/TiO2和CeO2/TiO2等。目前，工业化应用的NH3-SCR催化剂，多以TiO2为载体，再上载一定量的V2O5、WO3、MOO3等。为此，人们对脱硝催化技术的研究在不断深化，以寻求使用范围更广的脱硝催化剂，以此适应各种工况，尤其是船舶柴油机的低转速特性。CN101480611B一种钒掺杂型钛基烟气脱硝催化材料及其制备方法，该专利技术公开了一种钒掺杂型钛基烟气脱硝催化材料及其制备方法，以表面活性剂为孔结构导向剂，采用水溶液体系溶胶-凝胶法制备钒掺杂钛基催化材料，活性组分钒的掺杂量以V2O5计为0.5～20wt％,采用在溶胶-凝胶过程中原位掺杂负载方式，不仅制备方法简单、生产成本低，而且所制备的脱硝催化材料比表面积较大，热稳定性较高，具有较高的脱硝效率和较宽的活性温度窗口，适用于燃煤烟气氮氧化物脱除领域。采用实验室模拟烟气评价显示，当空速为10000h-1，NO含量为1000ppm的条件下，在180～420℃的温度区间内，NO的脱除率达到95％以上，这种采用浸渍方式制备的脱硝催化剂材料的缺陷是使用寿命短，且催化剂在柴油机低转速时的氮氧化物处理效率低。CN101468314A一种用于低温烟气脱硝的催化剂及其制备方法，该专利技术涉及一种用于低温烟气脱硝的催化剂及其制备方法。它采用选择性催化还原(SCR)技术，以氧化钒为活性组分、氧化钛为载体。且该氧化物催化剂中有部分氧被氟取代，制备催化剂的方法，其中活性组分氧化钒采用浸渍法负载在载体上，载体氧化钛通过溶胶-凝胶法制备，氟取代氧的时间可以是制备载体氧化钛时，或者是负载活性组分氧化钒时。本专利技术显著提高了低温脱硝活性和催化能力，200℃以上即可达到90％以上的NO脱除率，具备较强工业应用价值，可广泛应用于烟气中氮氧化物的NH3选择性催化还原，这种采用浸渍方式制备的脱硝催化剂材料的缺陷是使用寿命短，催化剂在柴油机低转速时的氮氧化物处理效率低，不能同各种工况相适应。CN1101584992A尿素SCR催化剂及其制造方法，该专利技术涉及一种选择性还原催化剂：其中基本沿着纵向，一半催化剂(入口)涂有Mn/TiO2，而另一半催化剂(出口)涂有Fe-沸石/ZSM，并且通过添加碳酸铈制备罩面层，从而通过焙烧过程中的分解在罩面层中形成孔，并增加催化剂的活性表面积和性能效率。该方面的特征在于该选择性还原催化剂的制备方法。这种采用浸渍方式制备的脱硝催化剂材料的缺陷是使用寿命短，不能同各种工况相适应。CN101954281A用于烟气脱硝的铈铜钛复合氧化物催化剂及制备方法，该专利技术公开了一种用于烟气脱硝的铈铜钛复合氧化物催化剂及制备方法，该催化剂的组分包括CeO2、CuO和TiO2。催化剂制备采用共沉淀法，可达到理想脱硝效果。本催化剂的优点在于：1)对烟气中氮氧化物的催化还原具有较高的活性；2)催化剂的适应温度窗口较宽，在150～450℃整个温度范围内都具有一定活性；3)可以有效提高催化剂在SO2和H2O条件下的运行性能，对二氧化硫和水等存在下的恶劣工况具有较强的适应性，可运用的范围更广；4)制备原料易得、制备工艺简单，催化剂成本较低，这种采用共沉淀法制备的脱硝催化剂材料的缺陷是使用寿命短，不能同各种工况相适应。CN101920213A以金属有机框架物为载体的低温SCR脱硝催化剂及其制备方法，该专利技术设计一种以以金属有机框架物为载体的低温SCR脱硝催化剂及其制备方法，属于大气污染治理技术和环保催化材料领域。采用浸渍法在MOFs催化剂载体上，负载Mn、Fe、Cu、V、Ce的一种或几种金属元素的氧化物为活性组分，经过干燥、焙烧、和过筛，治得所属催化剂，以催化剂在总质量为标准，活性金属氧化物负载量为1～10％，催化剂的工作温度为80～200℃。催化剂具有较大的比表面积、较高的低温催化活性以及脱硝效果，在烟气脱硝工艺中具有广阔的工业应用前景，这种方法存在的缺陷是高温催化活性低，产品适用范围窄，不能同各种工况相适应。选择性催化还原技术作为氮氧化物治理的主流的脱硝技术，尤其是以锐钛型二氧化钛为主要基体材料的脱硝催化剂，是治理氮氧化物最有效的催化剂，二氧化钛基体材料的脱硝催化剂具有高的脱硝效率、较好的抗硫性能、较长的使用寿命。但由于在考虑产品使用时，船舶柴油机的低转速所造成的后废气与常规脱硝催化剂接触反应时的机理有所改变，所以常规脱硝催化剂无法满足船舶柴油机后废气的治理，制备工艺要求中，在挤出蜂窝状脱硝催化剂时，普通泥料挤出到10～15孔/cm2的孔密度是非常困难度的，，在经挤出机成型时一直是难以克服的问题。本专利技术建立了一种船舶柴油机排气脱硝催化剂制备方法，在脱硝催化剂在制备过程中对钛白粉进行一次改性及二次改性，使得活性组分分步、分层的负载于基体钛白粉中，增加了反应时的选择性。同时泥料中添加了增塑剂叶腊石及铝硅玻璃的硅氧化物，增加了产品的可塑性与提升了催化剂的机械强度，尤其是在多孔薄壁时的机械强度得以大幅度提高，提高了催化剂在设计时的集成度，10～15孔/cm2的多孔结构增加了集成系统的表面积，提高了船舶柴油机在低转速时的脱硝效率。以上现有技术制备的脱硝催化剂存在使用寿命短，不能适应各种工况，尤其在船舶柴油机低转速时的脱硝效率低。
技术实现思路
为解决现有脱硝催化剂的缺点，本专利技术提供了一种钛基活性粉，其可用于制备脱硝催化剂。本专利技术的技术方案如下：一种钛基活性粉的制备方法，其包括以下步骤：(1)将钛白粉加入到去离子水和非离子型分散剂PEG的混合液中，充分搅拌后，加入钨源水溶液，配制成第一悬浮液，得到的第一悬浮液经干燥、焙烧后，得到钨改性钛白粉；(2)将步骤(1)得到的钨改性钛白粉加入到去离子水和非离子型分散剂PEG的混合液中，充分搅拌后，再加入钒源、铈源和锰源的混合水溶液，配制成第二悬浮液，将得到的第二悬浮液经干燥、焙烧后，得到钛基活性粉。本专利技术中所使用的钛白粉为市售钛白粉，比表面积为100～150m2/g,粒径为1.0～1.5μm,晶粒尺寸为8～15nm。在另一优选例中，步骤(1)中所述钨源与钛白粉的摩尔比为5～10：90～95。在另一优选例中，步骤(1)中非离子型分散剂PEG的分子量为1200g/mol～2000g/mol,加入量为钛白粉、去离子水和PEG混合液的0.4～0.7wt％。在另一优选例中，步骤(2)中所述钒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛基活性粉的制备方法，其包括以下步骤：(1)将钛白粉加入到去离子水和非离子型分散剂PEG的混合液中，充分搅拌后，加入钨源水溶液，配制成第一悬浮液，得到的第一悬浮液经干燥、焙烧后，得到钨改性钛白粉；(2)将步骤(1)得到的钨改性钛白粉加入到去离子水和非离子型分散剂PEG的混合液中，充分搅拌后，再加入钒源、铈源和锰源的混合水溶液，配制成的第二悬浮液，得到的第二悬浮液经干燥、焙烧后，得到钛基活性粉。

【技术特征摘要】
1.一种钛基活性粉的制备方法，其包括以下步骤：(1)将钛白粉加入到去离子水和非离子型分散剂PEG的混合液中，充分搅拌后，加入钨源水溶液，配制成第一悬浮液，得到的第一悬浮液经干燥、焙烧后，得到钨改性钛白粉；(2)将步骤(1)得到的钨改性钛白粉加入到去离子水和非离子型分散剂PEG的混合液中，充分搅拌后，再加入钒源、铈源和锰源的混合水溶液，配制成的第二悬浮液，得到的第二悬浮液经干燥、焙烧后，得到钛基活性粉。2.根据权利要求1所述的钛基活性粉的制备方法，其中步骤(1)中所述钨源与钛白粉的摩尔比为5～10：90～95。3.根据权利要求1所述的钛基活性粉的制备方法，其中步骤(1)中非离子型分散剂PEG的分子量为1200g/mol～2000g/mol,加入量为钛白粉、去离子水和PEG混合液的0.4～0.7wt％。4.根据权利要求1所述的钛基活性粉的制备方法，其中步骤(2)中所述钒源、铈源和锰源与钛白粉的摩尔比为0.1～1.5：0.05～1：0.05～1：98～100。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：施雅琼，
申请(专利权)人：上海净球环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31