一种镍铈钛复合氧化物脱硝催化剂及其制备方法和应用，属于环境催化和大气污染控制技术领域。该复合氧化物催化剂采用水热法制备，其特点是镍、铈和钛三种组份的协同效应使其具有脱硝活性高，活性温度窗口宽，抗硫性能强等优点。本发明专利技术制备的镍铈钛复合氧化物催化剂，空速为6,4000h
Nickel cerium titanium composite oxide denitration catalyst, preparation method and application thereof
The invention relates to a nickel cerium titanium composite oxide denitration catalyst, a preparation method and an application thereof, belonging to the technical field of environmental catalysis and air pollution control. The composite oxide catalyst is prepared by hydrothermal method, and is characterized by synergistic effects of three components of nickel, cerium and titanium, which has the advantages of high denitrification activity, wide activity temperature window, strong sulfur resistance, etc.. The nickel cerium titanium composite oxide catalyst prepared by the invention has a space velocity of 64000h
【技术实现步骤摘要】
一种镍铈钛复合氧化物脱硝催化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种镍铈钛复合氧化物催化剂及其制备以及利用该催化剂在富氧条件下选择性催化还原氮氧化物的方法。所述催化剂可用于燃煤电厂、工业锅炉、建材炉窑等固定源及柴油车等移动源排放氮氧化物(NOx)的消除，属于环境催化材料和环境保护
技术介绍
氮氧化物(NOx)作为典型的致霾污染物之一，严重影响人体健康和生态平衡，其污染控制已成为环境催化和大气污染控制
中的研究热点。氨气选择性催化还原NOx(NH3-SCR)是目前用于NOx消除的主流技术，该技术的关键是高性能的脱硝催化剂。当前已工业化应用的NH3-SCR催化剂是以TiO2为载体，以V2O5为主活性组分，WO3或MoO3为助剂制备而成，该催化剂在320-400℃范围内有良好的催化性能。然而该催化剂尚存在诸多问题，如活性温度窗口窄，活性组份V2O5毒性大，容易造成环境污染等。因此，开发高效且环境友好的SCR催化剂对NOx的控制具有重要的环境意义，是我国脱硝产业的迫切需求。本专利技术通过水热法制备了一种在宽的温度范围内对NOx脱除性能良好的新型镍铈钛复合氧化物催化剂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种制备工艺简单且对氨选择性还原NOx具有高效率的复合氧化物催化剂及其制备方法。发挥镍铈钛复合氧化物中各组份间的协同催化效应，从而使其具有良好的活性和抗硫性能，在宽的温度范围内实现NOx的高效催化消除。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：通过水热法制备镍铈钛复合氧化物，其组成表示为NixCeyTi1-x-yO2，其中0.1≤x≤0.3,0.1≤y≤0.3。本专利技术提供了一种制备镍铈钛复合氧化物催化剂的方法，其特征在于：该方法依次包括以下步骤：(1)配制0.5～1.0mol/L的硝酸镍溶液，1～2mol/L的硝酸铈和1～2mol/L的硫酸钛溶液；(2)取步骤(1)所得硝酸镍、硝酸铈和硫酸钛溶液，30～50℃水浴搅拌混合30～90分钟，得到混合溶液；(3)将步骤(2)所得混合溶液在不断搅拌下加入氨水至pH值为10～11，将所得混合液转移至水热反应釜中，在120℃条件水热反应12～48小时，然后降至室温；(4)取步骤(3)所得反应液抽滤，洗涤，在120℃条件下烘干12～24小时，然后于马弗炉中在500℃条件下焙烧4～8小时，制得镍铈钛复合氧化物催化剂。本专利技术制得的催化剂可用于燃煤电厂、工业锅炉、建材炉窑等固定源及柴油车等移动源排放氮氧化物(NOx)的消除。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：通过水热合成的方法，发挥镍铈钛三组份间强的相互作用，抑制各金属组份的晶化，从而形成一种无定型的结构，该结构比表面积大，有更多的活性位参与反应；同时，镍铈钛间协同催化作用促进了电子在活性组份间的传递，催化剂表面氧的含量增加，促进了反应物分子的吸附与活化，有效提高了催化剂的脱硝性能和抗硫中毒性能，拓宽了催化剂的活性温度窗口，具有良好的脱硝效率，在250～450℃的宽温度范围内，氮氧化物的净化效率达91～96％。附图说明图1.SO2对催化剂活性的影响具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明：实施例1：Ni0.3Ce0.1Ti0.6O2复合氧化物催化剂的制备a)分别取22.62ml0.50mol/L的硝酸镍溶液、3.77ml1.0mol/L的硝酸铈溶液和11.31ml2mol/L的硫酸钛溶液,30℃水浴搅拌混合30分钟，得到混合溶液；b)将步骤a)所得混合溶液在不断搅拌下加入氨水至pH值为10，将所得混合液转移至水热反应釜中，在120℃条件水热反应24小时，然后降至室温；c)取步骤b)所得反应液抽滤，洗涤，在120℃条件下烘干12小时，然后于马弗炉中在500℃条件下焙烧4小时，制得镍铈钛复合氧化物催化剂。实施例2：Ni0.1Ce0.1Ti0.8O2复合氧化物催化剂的制备a)分别取3.77ml1.0mol/L的硝酸镍溶液、3.77ml1.0mol/L的硝酸铈溶液和30.16ml1.0mol/L的硫酸钛溶液,50℃水浴搅拌混合60分钟，得到混合溶液；b)将步骤a)所得混合溶液在不断搅拌下加入氨水至pH值为10，将所得混合液转移至水热反应釜中，在120℃条件水热反应12小时，然后降至室温；c)取步骤b)所得反应液抽滤，洗涤，在120℃条件下烘干24小时，然后于马弗炉中在500℃条件下焙烧6小时，制得镍铈钛复合氧化物催化剂。实施例3：Ni0.1Ce0.2Ti0.7O2复合氧化物催化剂的制备a)分别取7.54ml0.5mol/L的硝酸镍溶液、7.54ml1.0mol/L的硝酸铈溶液和13.20ml2mol/L的硫酸钛溶液,30℃水浴搅拌混合60分钟，得到混合溶液；b)将步骤a)所得混合溶液在不断搅拌下加入氨水至pH值为11，将所得混合液转移至水热反应釜中，在120℃条件水热反应24小时，然后降至室温；c)取步骤b)所得反应液抽滤，洗涤，在120℃条件下烘干12小时，然后于马弗炉中在500℃条件下焙烧8小时，制得镍铈钛复合氧化物催化剂。实施例4：Ni0.2Ce0.1Ti0.7O2复合氧化物催化剂的制备a)分别取14.0ml0.5mol/L的硝酸镍溶液、3.50ml1.0mol/L的硝酸铈溶液和12.25ml2mol/L的硫酸钛溶液,50℃水浴搅拌混合90分钟，得到混合溶液；b)将步骤a)所得混合溶液在不断搅拌下加入氨水至pH值为10，将所得混合液转移至水热反应釜中，在120℃条件水热反应24小时，然后降至室温；c)取步骤b)所得反应液抽滤，洗涤，在120℃条件下烘干24小时，然后于马弗炉中在500℃条件下焙烧4小时，制得镍铈钛复合氧化物催化剂。实施例5：Ni0.2Ce0.2Ti0.6O2复合氧化物催化剂的制备a)分别取6.0ml1.0mol/L的硝酸镍溶液、3.0ml2.0mol/L的硝酸铈溶液和9.0ml2mol/L的硫酸钛溶液,30℃水浴搅拌混合60分钟，得到混合溶液；b)将步骤a)所得混合溶液在不断搅拌下加入氨水至pH值为11，将所得混合液转移至水热反应釜中，在120℃条件水热反应48小时，然后降至室温；c)取步骤b)所得反应液抽滤，洗涤，在120℃条件下烘干12小时，然后于马弗炉中在500℃条件下焙烧6小时，制得镍铈钛复合氧化物催化剂。实施例6：Ni0.3Ce0.2Ti0.5O2复合氧化物催化剂的制备a)分别取12.0ml0.5mol/L的硝酸镍溶液、4.0ml1.0mol/L的硝酸铈溶液和10.0ml1mol/L的硫酸钛溶液,50℃水浴搅拌混合30分钟，得到混合溶液；b)将步骤a)所得混合溶液在不断搅拌下加入氨水至pH值为10，将所得混合液转移至水热反应釜中，在120℃条件水热反应24小时，然后降至室温；c)取步骤b)所得反应液抽滤，洗涤，在120℃条件下烘干16小时，然后于马弗炉中在500℃条件下焙烧4小时，制得镍铈钛复合氧化物催化剂。实施例7：Ni0.3Ce0.3Ti0.4O2复合氧化物催化剂的制备a)分别取12.0ml0.5mol/L的硝酸镍溶液、6.0ml1.0mol/L的硝酸铈溶液和8.0ml1mol/L的硫酸钛溶液,30℃水浴搅拌混合60分钟，得到混合溶液；b)将步骤a)所得混合溶液本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种镍铈钛复合氧化物催化剂，其特征在于：原料组成表示为Ni
【技术特征摘要】
1.一种镍铈钛复合氧化物催化剂，其特征在于：原料组成表示为NixCeyTi1-x-yO2，其中0.1≤x≤0.3,0.1≤y≤0.3。2.如权利要求1所述的镍铈钛复合氧化物催化剂的方法，其特征在于：该方法依次包括以下步骤：(1)配制0.5～1.0mol/L的硝酸镍溶液，1～2mol/L的硝酸铈和1～2mol/L的硫酸钛溶液；(2)取步骤(1)所得硝酸镍、硝酸铈和硫酸钛溶液，30～50℃水浴搅拌混合30～90分钟，得...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘志明，刘海岩，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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