本发明专利技术通过采用低浓度二氧化硫气氛焙烧制备了一种高效宽温的NH3‑SCR催化剂，该方法简单，易于操作；通过在焙烧过程中引入低浓度的SO2气体，调节了Niy‑MnOx双金属氧化物表面的氧化还原能力，拓宽了本发明专利技术催化剂在SCR脱硝反应中的操作温度窗口，达到90～420℃；同时，克服了锰基氧化物催化剂在NH3‑SCR反应中温度高于170℃时其选择性较低的问题，使其在170～420℃温度范围内，对N2均具有优异的选择性；低浓度SO2气体的引入，对Niy‑MnOx双金属氧化物表面的酸性位进行调节，可以更有利于还原剂NH3的吸附，有利于SCR脱硝反应的进行。
【技术实现步骤摘要】
一种高效宽温锰基NH3-SCR催化剂及其制备方法
本专利技术属于催化剂
，涉及一种属于SCR催化剂(选择性催化还原法，SelectiveCatalyticReduction)及其制备方法，具体涉及一种高效宽温锰基NH3-SCR催化剂及其制备方法。
技术介绍
氮氧化物是大气中的主要污染物之一，它能够产生光化学烟雾、热岛效应、酸雨、地面臭氧浓度过高和危害人和动物的健康等。NOx的排放主要来源两个方面，即固定源如燃煤电厂、水泥厂、玻璃窑炉等和移动源如机动车、大型柴油机等。由于对脱硫要求的进一步严格，排放的烟气温度低于300℃，而商业化的NH3-SCR催化剂V2O5-WO3(MoO3)/TiO2，其工作窗口温度为300～400℃，这就使得成熟的SCR技术难以使用。且商业化NH3-SCR催化剂存在以下缺点：V2O5具有生物毒性；操作温度窗口较窄(350-400℃)；高温时选择性低；热稳定性差；易二氧化硫中毒等。为解决商业化NH3-SCR催化剂存在的缺点，致力于研发环境友好、宽操作温度窗口、高温时选择性和热稳定好的低温NH3-SCR脱硝催化剂是发展趋势所在。目前，锰基氧化物催化剂在NH3-SCR反应中表现出优异的低温脱硝性，然而，这类催化剂在温度高于170℃时其选择性较低，大大限制了其应用。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术提供了一种低浓度二氧化硫气氛焙烧制备新型高效宽温锰基NH3-SCR催化剂的方法，该方法所制备的锰基NH3-SCR脱硝催化剂的使用温度范围90～420℃。具体技术方案如下：一种高效宽温锰基NH3-SCR催化剂的制备方法，采用低浓度二氧化硫气氛焙烧方法，主要包括以下步骤：S1：称取硝酸镍、硝酸锰(按化学式Niy-MnOx，其中y代表不同的Ni/(Mn+Ni)摩尔比)混合溶解于蒸馏水中得到混合盐溶液；称取硝酸镍、硝酸锰总摩尔质量的1.5～3倍柠檬酸固体并溶解于蒸馏水中，充分搅拌得到柠檬酸溶液；将柠檬酸溶液滴加到混合盐溶液中，并继续搅拌60min，加热，并搅拌蒸发，溶液变成凝胶后继续加热燃烧得到粉末；S2：将上述粉末压片后置于马弗炉中，以1～3℃/min的升温速率，在400～600℃马弗炉中处理6h，自然冷却到室温，经研磨、压片后造粒，得到60～80目的Niy-MnOx催化剂；S3：将上述Niy-MnOx催化剂压片后置于马弗炉中，以2℃/min的升温速率升温至400～600℃，在400～600℃马弗炉中处理6h(通入500～3000ppm的SO2气体，10％O2，N2做平衡气，100ml/min)，自然冷却到室温，经研磨、压片后造粒，得到60～80目的Niy-MnOx-S催化剂。本专利技术所述的高效宽温锰基NH3-SCR催化剂的制备方法是在含SO2气氛下制备得到的Ni-Mn双金属氧化物，其氧化还原能力较空气气氛下得到的Ni-Mn双金属氧化物的氧化还原能力弱一些，但其氧化还原能力还能活化还原剂NH3，同时有利于催化剂表面的酸性位增加，有利于NH3的吸附。也就是说微量SO2处理可以改变催化剂表面的氧化还原能力，让其氧化还原能力适宜，同时增加了催化剂表面的酸性位。该制备方法是未曾报道的。优选的，所述y的值为0.1～0.6。更优选的，所述y的值为0.4。优选的，上述S2步骤，以2℃/min升温速率升温至500℃。优选的，所述S3步骤通入的SO2气体为1000～2500ppm。更优选的，所述S3步骤通入的SO2气体为2100ppm。本专利技术的另一个目的，是提供一类通过上述高效宽温锰基NH3-SCR催化剂的制备方法获得的高效宽温锰基NH3-SCR催化剂。高效宽温锰基NH3-SCR催化剂可单独或与其他催化剂共同作用于SCR脱硝反应中。本专利技术通过采用低浓度二氧化硫气氛焙烧制备了一种高效宽温的NH3-SCR催化剂，该方法简单，易于操作；通过在焙烧过程中引入低浓度的SO2气体，调节了Niy-MnOx双金属氧化物表面的氧化还原能力，拓宽了本专利技术催化剂在SCR脱硝反应中的操作温度窗口，达到90～420℃；同时，克服了锰基氧化物催化剂在NH3-SCR反应中温度高于170℃时其选择性较低的问题，使其在170～420℃温度范围内，对N2均具有优异的选择性；低浓度SO2气体的引入，对Niy-MnOx双金属氧化物表面的酸性位进行调节，可以更有利于还原剂NH3的吸附，有利于SCR脱硝反应的进行。附图说明图1Ni-MnOx双金属氧化物在SCR反应中的NO转化率；图2Ni-MnOx双金属氧化物在SCR反应中的N2选择性；图3催化剂Ni0.4-MnOx(A)和Ni0.4-MnOx-S(B)的NH3+O2+NO反应红外实验研究；图4催化剂Ni0.4-MnOx(a)和Ni0.4-MnOx-S(b):的NH3-TPD图谱。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1Ni0.4-MnOx-S的合成S1：称取硝酸镍(填充重量，物质量10mmol)、硝酸锰(填充质量，物质量15mmol)混合溶解于100ml蒸馏水中得到混合盐溶液；称取硝酸镍和硝酸锰总物质量的3倍柠檬酸固体(75mmol)并溶解于100ml蒸馏水中，充分搅拌得到柠檬酸溶液；将柠檬酸溶液滴加到混合盐溶液中，并继续搅拌60min，加热，并搅拌蒸发，溶液变成凝胶后继续加热燃烧得到粉末；S2：将上述粉末压片后置于马弗炉中，以2℃/min的升温速率，在500℃马弗炉中处理6h，自然冷却到室温，经研磨、压片后造粒，得到80目的Ni0.4-MnOx催化剂；S3：将上述Ni0.4-MnOx催化剂压片后置于马弗炉中，以2℃/min的升温速率升温至500℃，在500℃马弗炉中处理6h(通入2100ppm的SO2气体，10％O2，N2做平衡气，100ml/min)，自然冷却到室温，经研磨、压片后造粒，得到80目的Ni0.4-MnOx-S催化剂。实施例2Ni0.1-MnOx-S的合成与实施例1相似，不同之处在于：S1：称取硝酸镍(填充重量，物质量2.5mmol)、硝酸锰(填充质量，物质量22.5mmol)；称取硝酸镍和硝酸锰总物质量的1.5倍柠檬酸固体37.5mmol；S2：将上述粉末压片后置于马弗炉中，以1℃/min的升温速率，在600℃马弗炉中处理6h，自然冷却到室温，经研磨、压片后造粒，得到60目的Ni0.1-MnOx催化剂；S3：以2℃/min的升温速率升温至600℃，在600℃马弗炉中处理6h(通入500ppm的SO2气体，10％O2，N2做平衡气，100ml/min)，得到60目的Ni0.4-MnOx-S催化剂。实施例3Ni0.6-MnOx-S的合成与实施例1相似，不同之处在于：S1：称取硝酸镍(填充重量，物质量15mmol)、硝酸锰(填充质量，物质量10mmol)称取硝酸镍和硝酸锰总物质量的2倍柠檬酸固体50mmol；S2：将上述粉末压片后置于马弗炉中，以3℃/min的升温速率，在400℃马弗炉中处理6h，自然冷却到室温，经研磨、压片后造粒，得到70目的Ni0.8-MnOx催化剂；S3：以2℃/min的升温速率升温至400℃，在400℃马弗炉中处理6h(通入3000ppm的SO2气体，10％O2，N2做平衡气，100ml/min)，得到70目本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高效宽温锰基NH3‑SCR催化剂的制备方法，采用低浓度二氧化硫气氛焙烧方法，其特征在于：所述低浓度二氧化硫气氛焙烧方法包括以下步骤：S1：称取硝酸镍、硝酸锰，按化学式Niy‑MnOx，其中y代表不同的Ni/(Mn+Ni)摩尔比，混合溶解于蒸馏水中得到混合盐溶液；称取硝酸镍、硝酸锰总摩尔质量的1.5～3倍柠檬酸固体并溶解于蒸馏水中，充分搅拌得到柠檬酸溶液；将柠檬酸溶液滴加到混合盐溶液中，并继续搅拌60min，加热，并搅拌蒸发，溶液变成凝胶后继续加热燃烧得到粉末；S2：将上述粉末压片后置于马弗炉中，以1～3℃/min的升温速率，在400～600℃马弗炉中处理6h，自然冷却到室温，经研磨、压片后造粒，得到60～80目的Niy‑MnOx催化剂；S3：将上述Niy‑MnOx催化剂压片后置于马弗炉中，以2℃/min的升温速率升温至400～600℃，在400～600℃马弗炉中处理6h(通入500～3000ppm的SO2气体，10％O2，N2做平衡气，100ml/min)，自然冷却到室温，经研磨、压片后造粒，得到60～80目的Niy‑MnOx‑S催化剂。
【技术特征摘要】
1.一种高效宽温锰基NH3-SCR催化剂的制备方法，采用低浓度二氧化硫气氛焙烧方法，其特征在于：所述低浓度二氧化硫气氛焙烧方法包括以下步骤：S1：称取硝酸镍、硝酸锰，按化学式Niy-MnOx，其中y代表不同的Ni/(Mn+Ni)摩尔比，混合溶解于蒸馏水中得到混合盐溶液；称取硝酸镍、硝酸锰总摩尔质量的1.5～3倍柠檬酸固体并溶解于蒸馏水中，充分搅拌得到柠檬酸溶液；将柠檬酸溶液滴加到混合盐溶液中，并继续搅拌60min，加热，并搅拌蒸发，溶液变成凝胶后继续加热燃烧得到粉末；S2：将上述粉末压片后置于马弗炉中，以1～3℃/min的升温速率，在400～600℃马弗炉中处理6h，自然冷却到室温，经研磨、压片后造粒，得到60～80目的Niy-MnOx催化剂；S3：将上述Niy-MnOx催化剂压片后置于马弗炉中，以2℃/min的升温速率升温至400～600℃，在400～600℃马弗炉中处理6h(通入500～3000ppm的SO2气体，10％O2，N2做平衡气，100ml/min)，自然冷却到室温，经研磨、压片后造粒，得到6...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈利强，孙晶，朱明霞，陈丽华，刘立红，
申请(专利权)人：黑河学院，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23
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