一种低温SCR烟气脱硝催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种低温SCR烟气脱硝催化剂及其制备方法与应用，所述催化剂以多壁碳纳米管或二氧化钛为载体，负载金属氧化物NiOx，MnOx，FeOx，CuOx和CeOx，或者金属氧化物WOx、MnOx、FeOx、CoOx和CeOx，通过高能球磨混合再进行煅烧，得到低温SCR烟气脱硝催化剂。本发明专利技术的制备过程简单，而且成本低廉，材料均为氧化物，即使大量使用也不需要刻意保存，适用于大规模的工业生产使用，并且制备出的催化剂效果显著，有着较为优异的低温催化性能。有着较为优异的低温催化性能。有着较为优异的低温催化性能。

【技术实现步骤摘要】
一种低温SCR烟气脱硝催化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于环境保护与环境催化
，涉及一种脱硝催化剂，具体涉及一种低温SCR烟气脱硝催化剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着我国工业化步伐的加快，大气污染已经成为当前环境面临的重要问题。在众多大气污染物中，能够产生酸雨、引起臭氧层破坏并带来光化学烟雾和雾霾等恶劣天气的氮氧化物(NO
x
)，成为影响生态环境和经济社会可持续发展的重要因素，近年来受到社会的广泛关注。
[0003]选择性催化还原(SCR)技术是目前控制氮氧化物(NO
x
)排放最有效且应用最广泛的产业化脱硝技术。针对钢铁、玻璃建材等非电力行业烟气温度低的特性(如钢铁烧结/球团烟温120
‑
180℃、日用玻璃炉窑烟温180
‑
240℃)，目前国外的烧结烟气脱硝技术主要有活性炭(焦)吸附法、循环流化床法、高能辐射
‑
化学法、半干喷雾法和奥钢联的MEROS烟气净化技术等，投资及运行费用极高，传统的SCR脱硝技术也不宜直接采用，必须研发新型SCR低温脱硝催化剂，以提高其在低温烟气脱硝领域的适用性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一是提供一种低温SCR烟气脱硝催化剂的制备方法，步骤简单，成本低。
[0005]本专利技术的目的之二是提供上述制备方法制得的低温SCR烟气脱硝催化剂。
[0006]本专利技术的目的之三是提供上述低温SCR烟气脱硝催化剂的应用。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一方面，本专利技术提供一种低温SCR烟气脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1：分别称取载体多壁碳纳米管或纳米二氧化钛粉末，以及活性组分金属氧化物NiO
x
、MnO
x
、FeO
x
、CuO
x
和CeO
x
，或者金属氧化物WO
x
、MnO
x
、FeO
x
、CoO
x
和CeO
x
，将载体和活性组分充分混合；其中所述金属氧化物NiO
x
、MnO
x
、FeO
x
、CuO
x
和CeO
x
中Ni、Mn、Fe、Cu、Ce的摩尔比相同，所述金属氧化物WO
x
、MnO
x
、FeO
x
、CoO
x
和CeO
x
中W、Mn、Fe、Co、Ce的摩尔比相同；
[0010]步骤2：将步骤1中的混合物置于球磨罐中，放入磨球，进行球磨处理；
[0011]步骤3：球磨结束后向球磨罐中加入适量有机溶剂，搅拌一段时间后将悬浊液吸出，并过滤；
[0012]步骤4：将步骤3中滤出的粉末自然风干，然后研磨粉碎，在空气气氛下煅烧得到低温SCR烟气脱硝催化剂。
[0013]优选的，步骤1载体为多壁碳纳米管时，金属氧化物的负载量均为10
‑
30％。
[0014]优选的，步骤1载体为二氧化钛时，金属氧化物NiO
x
、MnO
x
、FeO
x
、CuO
x
和CeO
x
的负载量均为20
‑
58％，金属氧化物WO
x
、MnO
x
、FeO
x
、CoO
x
和CeO
x
的负载量为10
‑
30％。
[0015]优选的，步骤2所述球磨的转速为400
‑
500r/min，球磨4
‑
16h。
[0016]优选的，步骤2所述磨球的粒径为2mm，磨球与混合物的质量比为5：1。
[0017]优选的，步骤2所述球磨介质为无水乙醇。
[0018]优选的，步骤4所述煅烧的温度为450
‑
550℃，煅烧时间为4
‑
6h。
[0019]另一方面，本专利技术还提供了上述的制备方法所制备的低温SCR烟气脱硝催化剂。
[0020]另一方面，本专利技术还提供上述的低温SCR烟气脱硝催化剂在低温SCR烟气脱硝系统中的应用。
[0021]与现有技术相比，本专利技术充分利用球磨辅助煅烧法制备负载高熵金属氧化物的催化剂，合成方法温和高效，操作简单，成本较低。通过高能球磨技术制备纳米HEOs，高能电子与氧分子发生弹性碰撞并将能量转移给氧分子，产生的激发态氧自由基的化学活性明显高于氧分子，从而提高催化活性。该材料在空气的氧化气氛高温处理后，得到高温稳定的高熵材料，即使大量使用也不需要刻意保存，制造出的催化剂针对钢铁、玻璃建材等非电力行业烟气温度低的特性，有着较为优异的性能。
附图说明
[0022]图1是本专利技术实施例1制备的低温SCR烟气脱硝催化剂的扫描电镜(20000倍)；
[0023]图2是本专利技术实施例1制备的低温SCR烟气脱硝催化剂的扫描电镜(10000倍)；
[0024]图3是本专利技术实施例4制备的低温SCR烟气脱硝催化剂的扫描电镜(20000倍)；
[0025]图4是本专利技术实施例4制备的低温SCR烟气脱硝催化剂的扫描电镜(10000倍)；
[0026]图5是本专利技术实施例7制备的低温SCR烟气脱硝催化剂的扫描电镜(1000倍)；
[0027]图6是本专利技术实施例7制备的低温SCR烟气脱硝催化剂的扫描电镜(5000倍)；
[0028]图7是本专利技术实施例11制备的低温SCR烟气脱硝催化剂的扫描电镜(5000倍)；
[0029]图8是本专利技术实施例11制备的低温SCR烟气脱硝催化剂的扫描电镜(20000倍)；
[0030]图9是本专利技术实施例11制备的低温SCR烟气脱硝催化剂的XRD图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0032]实施例1
[0033]采用球磨法制备催化剂，称取3g多壁碳纳米管，以及负载为10％的且等摩尔的高熵氧化物，其中NiO为0.0434g，MnO2为0.0507g，Fe2O3为0.0929g，CuO2为0.0462g，CeO2为0.1001g，将其充分混合。将混合物放入球磨罐中，放入50颗2mm的磨球，设定球磨机的转速为400r/min，球磨4h。在球磨罐中加入适量的无水乙醇，并不断的搅拌，用胶头滴管将悬浊液吸出，并用定性滤纸将球磨后的粉末滤出。将步骤3中滤出的粉末自然风干，然后研磨粉碎，然后在550℃煅烧4h后得到低温SCR烟气脱硝催化剂。
[0034]图1、图2是本专利技术实施例1制备的低温SCR烟气脱硝催化剂的扫描电镜图；如图所示，10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温SCR烟气脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：分别称取载体多壁碳纳米管或纳米二氧化钛粉末，以及活性组分金属氧化物NiO
x
、MnO
x
、FeO
x
、CuO
x
和CeO
x
，或者金属氧化物WO
x
、MnO
x
、FeO
x
、CoO
x
和CeO
x
，将载体和活性组分充分混合；其中所述金属氧化物NiO
x
、MnO
x
、FeO
x
、CuO
x
和CeO
x
中Ni、Mn、Fe、Cu、Ce的摩尔比相同，所述金属氧化物WO
x
、MnO
x
、FeO
x
、CoO
x
和CeO
x
中W、Mn、Fe、Co、Ce的摩尔比相同；步骤2：将步骤1中的混合物置于球磨罐中，放入磨球，进行球磨处理；步骤3：球磨结束后向球磨罐中加入适量有机溶剂，搅拌一段时间后将悬浊液吸出，并过滤；步骤4：将步骤3中滤出的粉末自然风干，然后研磨粉碎，在空气气氛下煅烧得到低温SCR烟气脱硝催化剂。2.根据权利要求1所述的一种低温SCR烟气脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1载体为多壁碳纳米管时，金属氧化物的负载量均为10<...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔维维，杨小芹，陈正，樊宇，信丽，刘雨雨，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：