一种低温高活性SCR催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高效低温脱硝催化剂的制备方法,所述制备方法首先将Co和Al共沉淀，形成类水滑石型载体，然后在该载体上负载氧化锰，得到最终的催化剂产品。由本发明专利技术的制备方法制备得到的催化剂在150‑350℃范围内的脱硝效率均超过90％以上，且具有较好的稳定性。当空速在40000h

A Low Temperature and High Activity SCR Catalyst and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种低温高活性SCR催化剂及其制备方法
本专利技术属于催化剂
，具体而言涉及一种低温下通过氨催化还原脱除氮氧化物的催化剂。
技术介绍
我国是煤炭消费大国，煤炭燃烧所生成的氮氧化物能够导致一系列的大气环境问题，例如臭氧层空洞、光化学烟雾及酸雨等；此外，氮氧化物对人和动植物也会造成多种直接的危害。目前脱除固定源排放的NOx的方法有很多，可分为燃烧过程控制和尾气控制两大类，其中尾气控制可分为湿法和干法两种，干法脱除烟气NOx技术具有过程简单、设备投资较少、脱除效率高等特点，故其研究较多、应用较广。目前大量工业应用的干法脱硝技术主要为选择性非催化还原法(SNCR法)和选择性催化还原法(SCR法)两种，SCR法是主流的去除NOx的方法，为避免对烟气的重复加热、节约运行和锅炉改造成本，研究和开发在低温条件下具有活性的SCR催化剂具有重要的经济和实际意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是开发一种新的高效低温脱硝催化剂的制备方法，制备得到的脱硝催化剂在100℃-350℃的温度范围内均有较好的氮氧化物脱除效率，可实现工业尾气中氮氧化物的有效脱除。为实现上述目的，本专利技术的所述制备方法包括以下步骤：(1)配制溶液：分别称取Co(NO3)2·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、尿素，然后加入溶剂使其形成均一透明状的溶液，其中硝酸钴与硝酸铝的摩尔比为2:1；(2)保温：将步骤(1)所得溶液置于90℃烘箱中保温9h；(3)过滤：保温结束后待溶液冷却至室温后，将所得悬浮液过滤获得沉淀；(4)洗涤：将步骤(3)中得到的沉淀称取1.2重量份与80重量份水混合并搅拌30min后进行过滤，此操作重复3-4次；(5)干燥：将洗涤后的沉淀在-80℃下冷冻干燥，得到含Co和Al的类水滑石型载体，计为Co-AlLDH；(6)沉淀：配制一定浓度的硝酸锰溶液，然后加入步骤(5)中得到的Co-AlLDH，滴加氨水调节pH到8-9，搅拌2小时，此处调节Mn与Co-AlLDH的质量比分别为1:50至1:1，优选为1:20至1:2，更优选为0.05、0.1、0.25或0.5；(7)过滤：将步骤(6)所得悬浮液进行过滤获得沉淀；(8)洗涤：将步骤(7)中所得沉淀称取0.5重量份置于烧杯，并加80重量份水搅拌30min后过滤，不断重复此操作直至滤液为中性；(9)干燥：将步骤(8)中所得沉淀在60℃下干燥12h；(10)煅烧：将干燥产物在500℃下煅烧4h，得到最终的脱硝催化剂MnOx/Co-AlLDO。所述步骤(1)、(4)、(6)、(8)中所用溶剂为蒸馏水或者去离子水。所述步骤(6)中所用氨水的质量百分比浓度为25％-28％，试剂纯度为优级纯。本专利技术的另一个目的在于提供一种高活性低温SCR催化剂，所述SCR催化剂由以上制备方法制备得到。本专利技术的有益效果：本专利技术开发了一种高活性低温SCR催化剂,这种催化剂在150-350℃范围内的脱硝效率均超过90％以上，且具有较好的稳定性。当空速在40000h-1-90000h-1之间，其氮氧化物脱除率均超过90％，同时该催化剂具有较好的抗水抗硫性。该催化剂的制备通过锰与载体的相互作用改变了催化剂的结构性质，增加了催化剂表面的酸位点，从而大幅提高了催化剂的活性。同时催化剂，以硝酸钴、硝酸锰和硝酸铝为原料，价格低廉，降低了生产成本。附图说明图1为实施例3和对比例2制备的催化剂的脱硝效率图。图2为实施例3和对比例2制备的催化剂的二氧化硫的抵抗性能的脱硝效率图。图3为实施例3和对比例2制备的催化剂的水气的抵抗性能的脱硝效率图。具体实施方式以下，将详细地描述本专利技术。在进行描述之前，应当理解的是，在本说明书和所附的权利要求书中使用的术语不应解释为限制于一般含义和字典含义，而应当在允许专利技术人适当定义术语以进行最佳解释的原则的基础上，根据与本专利技术的技术方面相应的含义和概念进行解释。因此，这里提出的描述仅仅是出于举例说明目的的优选实例，并非意图限制本专利技术的范围，从而应当理解的是，在不偏离本专利技术的精神和范围的情况下，可以由其获得其他等价方式或改进方式。在根据本专利技术的制备方法的步骤(1)中，加入尿素的目的在于提供碱性环境，使Co和Al顺利共沉淀，因此对其加入量没有特别限定，只要其能够实现Co和Al的完全共沉淀即可。例如，任选地，加入尿素的重量可以是Co(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O总重量的0.6至1.5倍，优选为0.7至1.2倍。以下实施例仅是作为本专利技术的实施方案的例子列举，并不对本专利技术构成任何限制，本领域技术人员可以理解在不偏离本专利技术的实质和构思的范围内的修改均落入本专利技术的保护范围。除非特别说明，以下实施例中使用的试剂和仪器均为市售可得产品。实施例1(1)配制溶液：分别称取9.313gCo(NO3)2·6H2O、6.002gAl(NO3)3·9H2O、12g尿素于500ml锥形瓶中，加入200ml水使其形成均一透明状的溶液；(2)保温：将步骤(1)所得溶液置于90℃烘箱中保温9h；(3)过滤：保温结束待溶液冷却至室温后，将所得悬浮液过滤获得沉淀；(4)洗涤：将步骤(3)中得到的沉淀与80ml水混合并搅拌30min后进行过滤，此操作重复3-4次；(5)干燥：将洗涤后的沉淀在-80℃下冷冻干燥，所得产物标记为Co-AlLDH；(6)沉淀：量取0.085ml的50wt％硝酸锰溶液于80ml的蒸馏水中，加入0.4g步骤(5)中得到的Co-AlLDH，滴加氨水调节pH到8-9，搅拌2小时；(7)过滤：将步骤(6)所得悬浮液进行过滤获得沉淀；(8)洗涤：将步骤(7)中所得沉淀置于烧杯，并加80ml水搅拌30min后过滤，不断重复此操作直至滤液为中性；(9)干燥：将步骤(8)中所得沉淀在60℃下干燥12h；(10)煅烧：将干燥产物在500℃下煅烧4h，得到约0.08g产物，标记为A-MnOx/Co-AlLDO。实施例2(1)配制溶液：分别称取9.313gCo(NO3)2·6H2O、6.002gAl(NO3)3·9H2O、12g尿素于500ml锥形瓶中，加入200ml水使其形成均一透明状的溶液；(2)保温：将步骤(1)所得溶液置于90℃烘箱中保温9h；(3)过滤：保温结束待溶液冷却至室温后，将所得悬浮液过滤获得沉淀；(4)洗涤：将沉淀与80ml水混合并搅拌30min后进行过滤，此操作重复3-4次；(5)干燥：将洗涤后的沉淀在-80℃下冷冻干燥，所得产物标记为Co-AlLDH；(6)沉淀：量取0.17ml的50wt％硝酸锰溶液于80ml的蒸馏水中，加入0.4gCo-AlLDH，滴加氨水调节pH到8-9，搅拌2小时；(7)过滤：将步骤(6)所得悬浮液进行过滤获得沉淀；(8)洗涤：将步骤(7)中所得沉淀置于烧杯，并加80ml水搅拌30min后过滤，不断重复此操作直至滤液为中性；(9)干燥：将步骤(8)中所得沉淀在60℃下干燥12h；(10)煅烧：将干燥产物在500℃下煅烧4h，得到约0.1g产物，标记为B-MnOx/Co-AlLDO。实施例3(1)配制溶液：分别称取9.313gCo(NO3)2·6H2O、6.002gAl(NO3)3·9H2O、12g尿素于500ml锥形瓶中，加入200ml水使其形成均一透明状的溶液；(2)保温：将步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效低温脱硝催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)配制溶液：分别称取Co(NO3)2·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、尿素，然后加入溶剂使其形成均一透明状的溶液，其中硝酸钴与硝酸铝的摩尔比为2:1；(2)保温：将步骤(1)所得溶液置于90℃烘箱中保温9h；(3)过滤：保温结束后待溶液冷却至室温后，将所得悬浮液过滤获得沉淀；(4)洗涤：将步骤(3)中得到的沉淀称取1.2重量份与80重量份水混合并搅拌30min后进行过滤，此操作重复3‑4次；(5)干燥：将洗涤后的沉淀在‑80℃下冷冻干燥，得到含Co和Al的类水滑石型载体，计为Co‑Al LDH；(6)沉淀：配制一定浓度的硝酸锰溶液，然后加入步骤(5)中得到的Co‑Al LDH，滴加氨水调节pH到8‑9，搅拌2小时，此处调节Mn与Co‑Al LDH的质量比分别为1:50至1:1，优选为1:20至1:2，更优选为0.05、0.1、0.25或0.5；(7)过滤：将步骤(6)所得悬浮液进行过滤获得沉淀；(8)洗涤：将步骤(7)中所得沉淀称取0.5重量份置于烧杯，并加80重量份水搅拌30min后过滤，不断重复此操作直至滤液为中性；(9)干燥：将步骤(8)中所得沉淀在60℃下干燥12h；(10)煅烧：将干燥产物在500℃下煅烧4h，得到最终的脱硝催化剂MnOx/Co‑Al LDO。...

【技术特征摘要】
1.一种高效低温脱硝催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)配制溶液：分别称取Co(NO3)2·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、尿素，然后加入溶剂使其形成均一透明状的溶液，其中硝酸钴与硝酸铝的摩尔比为2:1；(2)保温：将步骤(1)所得溶液置于90℃烘箱中保温9h；(3)过滤：保温结束后待溶液冷却至室温后，将所得悬浮液过滤获得沉淀；(4)洗涤：将步骤(3)中得到的沉淀称取1.2重量份与80重量份水混合并搅拌30min后进行过滤，此操作重复3-4次；(5)干燥：将洗涤后的沉淀在-80℃下冷冻干燥，得到含Co和Al的类水滑石型载体，计为Co-AlLDH；(6)沉淀：配制一定浓度的硝酸锰溶液，然后加入步骤(5)中得到的Co-AlLDH，滴加氨水调节pH到8-9，搅拌2小时，此处调节Mn与Co-AlLDH的质量比分别为1:50至1:...

【专利技术属性】
技术研发人员：展思辉，王瑞华，秘雪岳，李轶，张贺，孙妍，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津,12