铈锡复合氧化物脱硝催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供铈锡复合氧化物脱硝催化剂及其制备方法和应用。该催化剂具有如下化学组成：Ce1‑xSnxOa,0.01≤x≤0.1,a由各原子所带正负价电子平衡确定。该复合氧化物催化剂采用水热法制备，微量Sn的加入使催化剂中Ce与Sn之间具有明显的协同效应，从而使其具有脱硝活性高，抗水抗硫性能强等优点。本发明专利技术制备的铈锡复合氧化物催化剂，空速为12,8000h

Cerium tin compound oxide denitrification catalyst and its preparation and Application

The invention provides a cerium tin compound oxide denitrification catalyst and a preparation method and application. The catalyst has the following chemical composition: Ce1 xSnxOa, x = 0.01 ~ 0.1, a by the atoms with positive and negative valence electron balance determination. The composite oxide catalyst is prepared by hydrothermal method. The addition of trace Sn has obvious synergistic effect between Ce and Sn, so that it has the advantages of high denitration activity, strong resistance to water and sulfur. The catalyst of cerium tin compound oxide prepared by the invention has a space velocity of 128000h

【技术实现步骤摘要】
铈锡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铈锡复合氧化物催化剂、制备方法及其用途，所述催化剂可用于固定源及柴油车等移动源排放NOx的消除。
技术介绍
氮氧化物作为典型的致霾污染物，对生态环境和人类健康造成了巨大危害，因此，NOx排放的控制已成为目前环境催化和大气污染控制
的研究热点。氨气选择性催化还原(Selectivecatalyticreduction,SCR)是控制NOx排放的主流技术，其核心技术是研发高效稳定的脱硝催化剂。目前，用于NH3-SCR脱硝的催化剂多为V2O5-WO3/TiO2催化剂，但是该催化剂存在如下问题：活性组分V2O5有毒且易升华；温度窗口窄，通常在320-400℃范围内有良好的催化性能；高温热稳定性差；且高温条件下容易产生温室气体N2O。因此，开发新型无钒的环境友好型SCR脱硝催化剂成为学术界和产业界研究的热点。本专利技术通过水热法制备了一种对NOx脱除具有良好性能的新型铈锡复合氧化物催化剂。
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NH3-SCR具有高活性、高N2选择性和良好抗水抗硫性能的复合氧化物催化剂及其制备方法。考虑到氧化-还原性和酸性对NH3-SCR反应的进行起着至关重要的作用，本专利技术通过水热法，使Sn掺杂到Ce的晶格中形成铈锡固溶体，通过固溶体的形成，明显增强了Ce与Sn间的协同效应，使催化剂的氧化-还原性和酸性均得到明显提高，从而使铈锡复合氧化物具有良好的NH3-SCR活性、N2选择性和抗水抗硫性能。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：通过水热法制备铈锡复合氧化物，其组成表示为Ce1-xSnxOa,0.01≤x≤0.1,a由各原子所带正负价电子平衡确定。本专利技术提供了一种制备铈锡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0.5～1mol/L的硝酸铈(或醋酸铈)溶液，0.05～0.1mol/L的四氯化锡溶液；(2)取步骤(1)所得硝酸铈(或醋酸铈)和四氯化锡溶液，30～40℃水浴搅拌30～60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保证pH值在10～11之间，将所得混合液转移至水热反应釜中，在120～150℃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，制得铈锡复合氧化物催化剂。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：通过在二氧化铈中添加微量的锡，形成铈锡固溶体，使铈与锡之间具有强的协同催化作用，有效提高了催化剂的活性和抗水抗硫性能，具有良好的脱硝效率，在300～450℃的温度范围内，氮氧化物的净化效率达81-98％。附图说明图1是催化剂还原NOx的转化率与反应时间的关系图。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：Ce0.99Sn0.01Oa复合氧化物催化剂的制备a)分别取39.6ml0.50mol/L的醋酸铈溶液、4ml0.05mol/L的四氯化锡溶液,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150℃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4小时，制得Ce0.99Sn0.01Oa复合氧化物催化剂。实施例2：Ce0.95Sn0.05Oa复合氧化物催化剂的制备a)分别取19ml1mol/L的硝酸铈溶液、10ml0.1mol/L的四氯化锡溶液,40℃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Ce0.95Sn0.05Oa复合氧化物催化剂。实施例3：Ce0.9Sn0.1Oa复合氧化物催化剂的制备a)分别取18ml1mol/L的硝酸铈溶液、20ml0.1mol/L的四氯化锡溶液,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10，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24小时，然后于马弗炉中在500℃条件下焙烧6小时，制得Ce0.9Sn0.1Oa复合氧化物催化剂。实施例4(参比)：CeO2催化剂的制备a)取40ml0.50mol/L的硝酸铈溶液,30℃水浴搅拌混合60分钟；b)将步骤a)所得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CeO2催化剂。实施例5(参比)：SnO2催化剂的制备a)取80ml0.1mol/L的四氯化锡溶液,40℃水浴搅拌30分钟；b)将步骤a)所得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24小时，然后于马弗炉中在500℃条件下焙烧4小时，制得SnO2催化剂。实施例6：催化剂的制备方法与实施例1相同，将0.12克催化剂置于连续流动固定床反应器中，反应气组成为0.05％NO，0.05％NH3，5％O2，用氮气做平衡气，反应气的流速为300ml/min，空速为128,000h-1。活性评价温度范围为250-450℃，不同温度下，催化剂还原NOx的转化率见表1。实施例7：催化剂的制备方法与实施例2相同，将0.12克催化剂置于连续流动固定床反应器中，反应气组成为0.05％NO，0.05％NH3，5％O2，用氮气做平衡气，反应气的流速为300ml/min，空速为128,000h-1。活性评价温度范围为250-450℃，不同温度下，催化剂还原NOx的转化率见表1。实施例8：催化剂的制备方法与实施例3相同，将0.12克催化剂置于连续流动固定床反应器中，反应气组成为0.05％NO，0.05％NH3，5％O2，用氮气做平衡气，反应气的流速为300ml/min，空速为128,000h-1。活性评价温度范围为250-450℃，不同温度下，催化剂还原NOx的转化率见表1。实施例9：催化剂的制备方法与实施例2相同，将0.12克催化剂置于连续流动固定床反应器中，反应气组成为0.05％NO，0.05％NH3，5％O2，5％H2O,50ppmSO2,用氮气做平衡气，反应气的流速为300ml/min，空速为128,000h-1。活性评价温度为350℃，催化剂还原NOx的转化率与反应时间的关系图如图1所示。表1铈锡复合氧化物催化剂及参比催化剂活性评价结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铈锡复合氧化物催化剂，其特征在于：Ce1‑xSnxOa,0.01≤x≤0.1,a由各原子所带正负价电子平衡确定。

【技术特征摘要】
1.一种铈锡复合氧化物催化剂，其特征在于：Ce1-xSnxOa,0.01≤x≤0.1,a由各原子所带正负价电子平衡确定。2.制备如权利要求1所述的铈锡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0.5～1mol/L的硝酸铈溶液，0.05～0.1mol/L的四氯化锡溶液；或配制0.5～1mol/L的醋酸铈溶液，0.05～0.1mol/L的四氯化锡溶液；(2)取步骤(1)所得硝酸铈和四氯化锡溶液，30～40℃水浴搅拌30～60分钟，得到混合溶液；或者取步骤(1)所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志明，冯旭，王智华，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11