一种抗水热稳定性脱硝催化剂及其制备方法和应用、整体式催化剂及其应用技术

本发明专利技术提供了一种抗水热稳定性脱硝催化剂及其制备方法和应用、整体式催化剂及其应用，属于抗水热稳定性脱硝催化剂技术领域。本发明专利技术提供的抗水热稳定性脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：将SAPO

【技术实现步骤摘要】
一种抗水热稳定性脱硝催化剂及其制备方法和应用、整体式催化剂及其应用


[0001]本专利技术涉及脱硝催化剂
，具体涉及一种抗水热稳定性脱硝催化剂及其制备方法和应用、整体式催化剂及其应用。

技术介绍

[0002]氮氧化物(NO
x
)是大气的主要污染物之一，能够造成酸雨、光化学烟雾以及破坏臭氧层等环境问题，还会危害人体健康。随着NO
x
排放标准的日益严格，对NO
x
的净化与污染治理势在必行。
[0003]氨选择性催化还原NO
x
(NH3‑
SCR技术)具有高的脱硝效率和N2选择性，是一种有效的降低NO
x
污染的方法。目前常用的工业NH3‑
SCR催化剂包括V2O5‑
WO3‑
TiO2和V2O5‑
MoO3‑
TiO2。然而上述催化剂低温活性差、活性温度窗口窄、高温稳定性差，且含有钒化合物，对人体和动物的毒性较大。Cu
‑
SAPO
‑
34分子筛催化剂具有N2选择性高、热稳定性好等优点，被认为是最佳的NH3‑
SCR技术脱硝催化剂。中国专利CN104307564A公开了一种助剂掺杂的Cu
‑
SAPO
‑
34催化剂的制备方法，采用液态离子交换法制备Cu
‑
SAPO
‑
34催化剂，然后采用等体积浸渍法进行助剂的掺杂，然后在空气气氛中煅烧，即得到助剂掺杂的Cu
>‑
SAPO
‑
34催化剂。然而，上述方法制备的助剂掺杂的Cu
‑
SAPO
‑
34催化剂用于选择性催化还原NO
x
时，NO
x
转化率高于90％的温度区间为200～450℃，其活性温度窗口窄。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种抗水热稳定性脱硝催化剂及其制备方法和应用、整体式催化剂及其应用，本专利技术制备的抗水热稳定性脱硝催化剂活性温度窗口宽、抗水热老化性能良好且N2选择性高。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种抗水热稳定性脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0007]利用稀磷酸溶液对SAPO
‑
34分子筛进行脱除非骨架铝处理，得到脱非骨架铝SAPO
‑
34分子筛；
[0008]将所述脱非骨架铝SAPO
‑
34分子筛和稀土金属盐水溶液混合，进行离子交换反应，得到稀土改性的SAPO
‑
34；
[0009]将所述稀土改性的SAPO
‑
34置于铜前驱体盐与氨水的混合溶液中进行浸渍后焙烧，得到稀土改性的Cu
‑
SAPO
‑
34；
[0010]将所述稀土改性的Cu
‑
SAPO
‑
34在水蒸气
‑
空气混合气氛下进行水热老化，得到抗水热稳定性脱硝催化剂。
[0011]优选地，所述稀磷酸溶液浓度为0.01～1mol/L，所述脱除非骨架铝处理的温度为30～60℃，时间为20～120min。
[0012]优选地，所述稀土金属盐水溶液中的稀土金属盐包括水溶性铈盐、水溶性镧盐和
水溶性钇盐的一种或几种；所述稀土金属盐水溶液的浓度为0.01～1mol/L。
[0013]优选地，所述离子交换反应的温度为80～120℃，时间为4～12h。
[0014]优选地，所述稀土改性的SAPO
‑
34分子筛和铜前驱体盐中的铜的质量比为93:7～99:1；
[0015]所述氨水的浓度为0.01～0.5mol/L。
[0016]优选地，所述浸渍的温度为30～80℃，时间为2～8h；
[0017]所述焙烧的温度为500～700℃，时间为2～6h。
[0018]优选地，所述水蒸气
‑
空气混合气氛中水蒸气的体积分数为4～12％；
[0019]所述水热老化的温度为600～800℃，时间为3～15h。
[0020]本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备的抗水热稳定性脱硝催化剂。
[0021]本专利技术提供了一种整体式催化剂，包括堇青石和涂覆于所述堇青石表面的催化组分；所述催化组分包括上述技术方案所述的抗水热稳定性脱硝催化剂。
[0022]本专利技术还提供了上述技术方案所述的抗水热稳定性脱硝催化剂或上述技术方案所述的整体式催化剂在氮氧化物的选择性还原中的应用。
[0023]本专利技术提供了一种抗水热稳定性脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：利用稀磷酸溶液对SAPO
‑
34分子筛进行脱除非骨架铝处理，得到脱非骨架铝SAPO
‑
34分子筛；将所述脱非骨架铝SAPO
‑
34分子筛和稀土金属盐水溶液混合，进行离子交换反应，得到稀土改性的SAPO
‑
34；将所述稀土改性的SAPO
‑
34置于铜前驱体盐与氨水的混合溶液中进行浸渍后焙烧，得到稀土改性的Cu
‑
SAPO
‑
34；将所述稀土改性的Cu
‑
SAPO
‑
34在水蒸气
‑
空气混合气氛下进行水热老化，得到抗水热稳定性脱硝催化剂。在本专利技术中，SAPO
‑
34分子筛具有丰富的微孔结构，有利于在氮氧化物的选择性还原过程中防止副产物N2O的产生；通过离子交换反应，使得稀土金属离子取代SAPO
‑
34分子筛中的部分NH
4+
，能够稳定SAPO
‑
34分子筛中的骨架Al；焙烧过程中，Cu
2+
形式取代稀土改性的SAPO
‑
34分子筛中的NH
4+
，或者是铜前驱体盐在稀土改性的SAPO
‑
34分子筛孔道内或孔道外形成CuO颗粒，能够提供活性中心；在水蒸气
‑
空气混合气氛下进行水热老化，稀土金属离子不仅能够稳定SAPO
‑
34分子筛骨架Al还能抑制取代位的Cu
2+
发生迁移和聚集，因此稀土金属离子对SAPO
‑
34分子筛的骨架起到很好的稳定作用，从而提高了催化剂的抗水热稳定性。而且，本专利技术提供的制备方法，工艺简单，制备成本低，适宜工业化生产。
[0024]本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备的抗水热稳定性脱硝催化剂。本专利技术提供的的催化剂具有丰富的孔结构和较强的酸性；具有优异的低温催化活性、较宽的活性温度窗口、良好的抗水热老化性能和N2选择性。
[0025]本专利技术提供了一种整体式催化剂，包括堇青石和涂覆于所述堇青石表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗水热稳定性脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：利用稀磷酸溶液对SAPO
‑
34分子筛进行脱除非骨架铝处理，得到脱非骨架铝SAPO
‑
34分子筛；将所述脱非骨架铝SAPO
‑
34分子筛和稀土金属盐水溶液混合，进行离子交换反应，得到稀土改性的SAPO
‑
34；将所述稀土改性的SAPO
‑
34置于铜前驱体盐与氨水的混合溶液中进行浸渍后焙烧，得到稀土改性的Cu
‑
SAPO
‑
34；将所述稀土改性的Cu
‑
SAPO
‑
34在水蒸气
‑
空气混合气氛下进行水热老化，得到抗水热稳定性脱硝催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述稀磷酸溶液浓度为0.01～1mol/L，所述脱除非骨架铝处理的温度为30～60℃，时间为20～120min。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述稀土金属盐水溶液中的稀土金属盐包括水溶性铈盐、水溶性镧盐和水溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秋林，王慧敏，宁平，陈建军，田笑言，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：