一种锰铈基分子筛SCR脱硝催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锰铈基分子筛SCR脱硝催化剂，其包括多孔陶瓷载体及该多孔陶瓷载体上涂覆的Mn

【技术实现步骤摘要】
一种锰铈基分子筛SCR脱硝催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及SCR脱硝催化剂及其制备方法，具体而言，涉及锰铈基分子筛SCR脱硝催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]伴随着经济的快速发展，人们对生活质量水平的需求越来越高，健康问题越来越受到人们的关注。大气污染不仅对人类的身体健康带来了严重的危害，还对生态环境的平衡造成严重的影响。我们国家是一个燃煤大国，80％的煤炭被用于燃烧产生热能和动力。煤炭燃烧后产生大量的氮氧化合物、硫氧化合物等气体污染物。从脱硝原理来分类，氮氧化物的控制技术可以分为催化还原法、固体吸附法、液体吸收法和生化处理技术等；按处理流程顺序可以分为燃料燃烧前脱硝、燃烧方式的控制和燃烧后脱硝。其中选择性催化还原(Selective catalytic reduction， SCR)，因其脱硝效率高，选择性好，相对性价比高，已经成为当前我国脱硝的主流技术。
[0003]目前在柴油车国五阶段钒钨钛系列催化剂仍然是应用最为广泛的 SCR脱硝催化剂，但是该类型催化剂的应用温度较高，一般要求控制在300-400℃。一般SCR装置安装在脱硫除尘装置前以避免二次加热烟气，但是此阶段的烟气中带有较高浓度的硫氧化合物及粉尘会使得催化剂严重失活。因此开发低温SCR催化剂具有重要的意义。
[0004]锰基脱硝催化剂因其特出的低温脱硝活性受到了研究者们广泛的关注。锰基脱硝催化剂低温脱硝活性的优异性源于其具有多种价态形式及强氧化还原能力。
[0005]在中国专利申请CN110694671A中，马晓宇等人公开了一种使用天然硅藻土合成的分子筛型SCR脱硝催化剂，催化剂由活性组分、载体组成，其特征在于：所述活性组分为金属元素Ce和Mn，载体为由天然硅藻土制备的纯硅MCM-41型分子筛，其中，按摩尔百分比记：活性组分20％-30％，载体70％-80％，所述活性组分中金属元素Ce与Mn 的摩尔比为(0.125-0.25):1。该催化剂在烟气温度为175℃时脱硝效率为 74.125％，该催化剂在烟气温度为200℃时脱硝效率为90.310％。该催化剂在烟气温度为225℃时脱硝效率为92.380％。该文献没有提供高温水热老化态以及其他温度下的数据。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种锰铈基分子筛SCR脱硝催化剂，其包括多孔陶瓷载体及该多孔陶瓷载体上涂覆的Mn-Ce-X改性的分子筛催化剂涂层，所述Mn-Ce-X改性的分子筛以HZSM-5载体，通过Mn、Ce、X改性而得，所述X为选自W、Mo、Co、Fe、Cr中的一种或多种，所述Mn-Ce-X改性的分子筛中各组分的重量比为：分子筛：Mn：Ce：X＝1wt.％：0.2wt.％～10wt.％：0.2wt.％～10wt.％：0.1 wt.％～10wt.％。
[0007]进一步的，所述多孔陶瓷载体材质为堇青石、碳化硅或者硅酸铝。
[0008]进一步的，所述涂层包括Mn-Ce-X改性的分子筛和助剂，所述涂层的涂覆量按固相含量计为30～300g/L。
[0009]本专利技术还提供了一种锰铈基分子筛SCR脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0010]a、分子筛改性：将分子筛加入到含有Mn、Ce和X的溶液中，搅拌均匀，将混合溶液的pH调控在2-7范围内，在反应釜内进行离子交换1-12小时，将固体产物进行洗涤、干燥得到Mn-Ce-X改性的分子筛粉体，X为选自W、Mo、Co、Fe、Cr中的一种或多种；
[0011]b、催化剂浆料制备：将Mn-Ce-X改性的分子筛粉体、铝胶、去离子水混合均匀制得混合溶液A，其固含量控制在5wt.％～50wt.％，其中铝胶和分子筛催化剂固相重量比控制在0.1wt.％～10wt.％；
[0012]c、分子筛催化剂涂覆：将步骤b中制得的混合溶液A按固相含量计30～300g/L的涂覆量涂覆在多孔陶瓷载体上，制得催化剂B，将催化剂B干燥0.1～10小时、焙烧0.1～10小时，得到锰铈基分子筛SCR脱硝催化剂。
[0013]进一步的，所述含有Mn、Ce和X的溶液包括锰盐和铈盐，所述锰盐为醋酸锰、碳酸锰和硝酸锰中的一种或多种，所述铈盐为醋酸铈、硝酸铈、硫酸铈中一种或多种。
[0014]进一步的，a步骤中的离子交换为活性组分Mn和Ce同时进行交换，或两种活性组分分两步离子交变换且不固定其交换顺序。
[0015]进一步的，所述c步骤中将混合溶液A涂覆在多孔陶瓷载体上采用的涂覆方法为浸泡法、真空抽吸法、和喷涂法中的一种或多种。
[0016]进一步的，所述步骤c中的焙烧温度为400～700。℃
[0017]进一步的，所述步骤c中的干燥温度为50～200。℃
[0018]本专利技术还提供了由上述铈基分子筛SCR脱硝催化剂的制备方法制备得到的铈基分子筛SCR脱硝催化剂。
[0019]本专利技术采用通过离子交换的过程参数控制使得多金属离子填充在分子筛的缺陷位置上，显著提高了分子筛催化剂的稳定性。同时利用了多金属活性组分协同作用，拓宽了活性温度窗口，能实现在低温区的高活性和高选择性，抗硫耐水能力好且对环境友好，成本低、操作简便，可广泛应用于柴油车尾气脱硝。
[0020]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0021]本专利技术得到的催化剂具有无毒、环保优势，同时在低温条件下、含水、含硫条件下具有较高的脱硝效率。
具体实施方式
[0022]下面对本专利技术的内容进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。居于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]本专利技术提供了一种具有抗水抗硫性的锰铈基分子筛SCR脱硝催化剂，其包括多孔陶瓷载体及该多孔陶瓷载体上涂覆的Mn-Ce-X改性的分子筛催化剂涂层，所述Mn-Ce-X改性的分子筛以HZSM-5载体，通过Mn、Ce、X改性而得，所述X为选自W、Mo、Co、Fe、Cr中的一种或多种，所述Mn-Ce-X改性的分子筛中各组分的重量比为：分子筛： Mn：Ce：X＝1wt.％：0.2wt.％～10wt.％：0.2wt.％～10wt.％：0.1wt.％～10 wt.％。所述的多孔陶瓷载体材质可以为堇青石、碳化硅或者硅酸铝。所述涂层包括Mn-Ce-X改性的分子筛和助剂，所述涂层的涂覆量为 30～300g/L。所述助剂可以为铝胶。
[0024]本专利技术的具有抗水抗硫性的锰铈基分子筛SCR脱硝催化剂的制备方法包括如下步骤：
[0025]a、分子筛改性：将分子筛加入到含有Mn、Ce和X的溶液中，搅拌均匀，将混合溶液的pH调控在2-7范围内，在反应釜内进行离子交换1-12小时，将固体产物进行洗涤、干燥得到Mn-Ce-X改性的分子筛粉体，X为选自W、Mo、Co、Fe、Cr中的一种或多种；所述含有Mn、 Ce和X的溶液包括锰盐和铈盐，所述锰盐为醋酸锰、碳酸锰和硝酸锰中的一种或多种，所述铈盐为醋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锰铈基分子筛SCR脱硝催化剂，其特征在于，其包括多孔陶瓷载体及该多孔陶瓷载体上涂覆的Mn-Ce-X改性的分子筛催化剂涂层，所述Mn-Ce-X改性的分子筛以HZSM-5载体，通过Mn、Ce、X改性而得，所述X为选自W、Mo、Co、Fe、Cr中的一种或多种，所述Mn-Ce-X改性的分子筛中各组分的重量比为：分子筛：Mn：Ce：X＝1wt.％：0.2wt.％～10wt.％：0.2wt.％～10wt.％：0.1wt.％～10wt.％。2.根据权利要求1中所述的锰铈基分子筛SCR脱硝催化剂，其特征在于，所述多孔陶瓷载体材质为堇青石、碳化硅或者硅酸铝。3.根据权利要求1中所述的锰铈基分子筛SCR脱硝催化剂，其特征在于，所述涂层包括Mn-Ce-X改性的分子筛和助剂，所述涂层的涂覆量按固相含量计为30～300g/L。4.一种锰铈基分子筛SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：a、分子筛改性：将分子筛加入到含有Mn、Ce和X的溶液中，搅拌均匀，将混合溶液的pH调控在2-7范围内，在反应釜内进行离子交换1-12小时，将固体产物进行洗涤、干燥得到Mn-Ce-X改性的分子筛粉体，X为选自W、Mo、Co、Fe、Cr中的一种或多种；b、催化剂浆料制备：将Mn-Ce-X改性的分子筛粉体、铝胶、去离子水混合均匀制得混合溶液A，溶液A的固化物含量控制在5wt.％～50wt.％...

【专利技术属性】
技术研发人员：卫伟，李卫卫，王泱泓，李爱国，蔡晓江，吕衍安，胡怡帆，姜闵闵，郝士杰，贾莉伟，徐岘，王家明，
申请(专利权)人：无锡威孚环保催化剂有限公司，
类型：发明
国别省市：