本发明专利技术公开了一种以废旧钒钛脱硝催化剂为原料的选择性催化还原N2O催化剂及其制备方法，该催化剂以改进后的废旧钒钛脱硝催化剂为载体，氧化钯为催化活性组分，氧化铈和氧化锰为助催化剂，碘化钾为高能晶面暴露剂，改进方法为废旧钒钛脱硝催化剂经过粉碎、水热活化、煅烧过程暴露高能晶面(001)；其中，以载体质量为基准，活性组分的质量百分含量为0.5％～2％，助催化剂的质量百分含量为5％～35％，高能晶面暴露剂的质量百分含量为1～5％。该催化剂不仅能实现废旧钒钛脱硝催化剂的无害化处置，还能将其再利用，且该催化剂适用温度低，转化效率高，在250～500℃内N2O转化效率均大于90％，选择性高，制备工艺简单，具有广阔的市场应用前景。应用前景。应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种以废旧钒钛脱硝催化剂为原料的选择性催化还原N2O催化剂及其制备方法
[0001]本专利技术提供了一种以废旧钒钛脱硝催化剂为原料的选择性催化还原N2O催化剂及其制备方法，属于废旧脱硝催化剂资源化利用、环保催化材料和大气污染治理领域。
技术介绍
[0002]一氧化二氮(N2O)，又称笑气，是一种无色有甜味的气体，同时也是一种重要的温室气体，与CO2相比，N2O虽然含量非常低，但是其全球变暖潜能值比CO2高约300倍，在大气层中的估算寿命约为130年，对全球的温室效应增益效果很大，同时它对臭氧层也有着极大的破坏作用。目前随着工业化的发展，人为源产生的N2O已经使生态系统不堪重负，造成越来越严重的后果，因此开发有效适用于工业实际生产中处理N2O的方法至关重要。目前比较成熟的N2O处理技术包括高温分解法、直接催化分解法、N2O的选择性催化还原法(SCR)。高温分解法要求温度在800℃以上，能耗大，转化效率低且会产生二次污染，不适合大规模应用。直接催化还原法催化分解效率高，但烟气成分要求高，需要为洁净气体，不含有其他杂质气体，并不适用于工业烟气。而选择性催化还原法催化效率高且能有效降低催化还原温度，常见的还原剂有NH3、CH4、CO等。
[0003]国内外已有专利公开了N2O催化剂及制备方法。专利(CN 104475112 B)公开了一种高温通水通氧条件下催化分解N2O催化剂及其制备方法，该催化剂以ZnAl2O4为载体负载活性组分CuO和Fe、Co、Ni、Zr、Mg、Ca、Ba氧化物中的一种或两种活性组分而成。其制备方法为：(1)制备ZnAl2O4载体；(2)配制活性组分混合溶液；(3)将ZnAl2O4载体浸入活性组分溶液中，加热搅拌至分散均匀，烘干，然后与填料和胶溶剂搅拌均匀，捏合挤条成型，放置再干燥后于室温放入马弗炉中焙烧得到高温通水通氧条件下催化分解N2O催化剂。专利(CN103506129A)公开了一种直接催化分解N2O的催化剂的制备方法，属于环境保护催化材料和大气污染治理
，催化剂是以复合材料为载体，通过两次或多次浸渍，负载双层金属氧化物，所述复合材料为粘土、活性炭、电木粉、田菁粉、特种拟薄水铝石粉、SiO2、TiO2、ZrO2、沙土或高铝水泥中的两种或多种的成型物，第一层金属氧化物为Cu、Zn、Ni的复合氧化物，第二层金属氧化物为Ba、Ca、Mg、Y、Cr、Mo、Co、La、Pr或Nd中的一种元素的氧化物，催化剂外形为柱状、三叶草或五叶草形状，尺寸为外径1
‑
20mm，该催化剂能广泛用于硝酸厂、己二酸厂以及其他产生N2O的工业过程中N2O的消除分解。但是目前对N2O分解催化剂的研究多集中于高温分解法和直接催化分解法，高温分解法使用温度较高，高于1000℃，直接催化分解法不适合复杂烟气工况，因此很难实现工业化，而选择性催化还原法温度低，催化效率高，在工业烟气脱除N2O方面具有很好的应用前景。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是针对现有N2O选择性催化还原催化剂存在的问题而提出一种以废旧钒钛脱硝催化剂为原料的选择性催化还原N2O催化剂，本专利技术的另一个目的是提供上述
催化剂的制备方法。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]本专利技术的技术方案为：本专利技术通过以废旧钒钛脱硝催化剂为原料，碘化钾为高能晶面暴露剂，通过水热合成法改变废旧钒钛脱硝催化剂中TiO2晶型和晶面暴露比例，制备出高能(001)晶面暴露的金红石型TiO2。常规的SCR脱硝催化剂催化脱除N2O时效率相对较低，主要是因为N2O的键能相比NO和NO2要高，破坏键能所需要的能量更高。而该催化剂通过水热合成法使TiO2高能晶面暴露，在选择性催化还原过程中能够提供更多的能量以破坏N2O键能，该催化剂的优势在于：(1)催化剂原料来源广泛，以废旧脱硝催化剂为原料，一方面实现废物再利用，另一方面降低催化剂成本；(2)以碘化钾为高能晶面暴露剂，采用水热合成制备的(001)晶面高暴露的金红石型TiO2，提升催化剂催化活性。此外，助催化剂Ce
3+
/Ce
4+
容易发生可逆的氧化还原循环，赋予了二氧化铈优异的氧化还原性能和特殊Lewis酸碱活性位点，这种特殊的活性位点缓解了催化剂中毒，延长催化剂使用寿命。
[0007]本专利技术的具体技术方案为：
[0008]一种选择性催化还原N2O催化剂，该催化剂以氧化钯为催化活性组分，氧化铈和氧化锰为助催化剂，碘化钾为高能晶面暴露剂；
[0009]该催化剂载体是通过如下方法制备得到：
[0010]将废旧钒钛脱硝催化剂粉碎过筛后，加入碘化钾和去离子水并搅拌均匀，转移到水热反应釜中进行水热活化，水热活化后得到的混合物干燥后再置于马弗炉中焙烧制得具有高能晶面001暴露的催化剂载体；
[0011]其中，以废旧钒钛脱硝催化剂为基准，活性组分的质量百分含量为0.5％～2％，助催化剂的质量百分含量为5％～35％，高能晶面暴露剂的质量百分含量为1～5％。
[0012]本专利技术技术方案中：废旧钒钛脱硝催化剂是以TiO2为载体，以MoO3和V2O5为活性组分，其余为助剂；
[0013]其中，TiO2载体为废旧钒钛脱硝催化剂含量的70％～85％，活性组分MoO3和V2O5分别为废旧钒钛脱硝催化剂含量的3％～7％和1％～3％。
[0014]本专利技术技术方案中：助催化剂中氧化铈和氧化锰的质量比为1：(0.2～0.4)。
[0015]本专利技术技术方案中：高能晶面(001)为废旧钒钛脱硝催化剂中主要成分TiO2的主暴露晶面为(001)。
[0016]本专利技术技术方案中：催化剂载体的制备方法中所述过筛目数为80～100目。
[0017]本专利技术技术方案中：催化剂载体的制备方法中所述的废旧钒钛脱硝催化剂、碘化钾和去离子水的质量比为1：(0.01～0.05)：(10～20)。
[0018]本专利技术技术方案中：催化剂载体的制备方法中水热温度为180～220℃，水热时间为18～24h；干燥温度为60～80℃，干燥时间为4～6h；焙烧温度为500～600℃，焙烧时间为2～4h。
[0019]一种上述的选择性催化还原N2O催化剂的制备方法，该方法的步骤如下：
[0020](1)活性组分前驱体溶液的配制
[0021]将钯盐加入去离子水并搅拌均匀得到活性组分前驱体溶液A；
[0022](2)活性组分前驱体溶液的配制
[0023]将铈盐和锰盐加入去离子水并搅拌均匀得到助催化剂前驱体溶液B；
[0024](3)催化剂制备
[0025]将催化剂载体和步骤(1)、步骤(2)制得的活性组分前驱体溶液A、助催化剂前驱体溶液B在70～90℃条件下搅拌均匀后，转移至鼓风干燥箱进行干燥，再置于马弗炉中以空气为气氛进行二次焙烧后制得催化剂。
[0026]上述制备方法中：所述的钯盐为氯化钯；步骤(3)中所述的铈盐为六水合硝酸铈，锰盐为四水合氯化锰。
[0027]上本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种选择性催化还原N2O催化剂，其特征在于：该催化剂以氧化钯为催化活性组分，氧化铈和氧化锰为助催化剂，碘化钾为高能晶面暴露剂；该催化剂载体是通过如下方法制备得到：将废旧钒钛脱硝催化剂粉碎过筛后，加入碘化钾和去离子水并搅拌均匀，转移到水热反应釜中进行水热活化，水热活化后得到的混合物干燥后再置于马弗炉中焙烧制得具有高能晶面001暴露的催化剂载体；其中，以废旧钒钛脱硝催化剂为基准，活性组分的质量百分含量为0.5％～2％，助催化剂的质量百分含量为5％～35％，高能晶面暴露剂的质量百分含量为1～5％。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：废旧钒钛脱硝催化剂是以TiO2为载体，以MoO3和V2O5为活性组分，其余为助剂；其中，TiO2载体为废旧钒钛脱硝催化剂含量的70％～85％，活性组分MoO3和V2O5分别为废旧钒钛脱硝催化剂含量的3％～7％和1％～3％。3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：助催化剂中氧化铈和氧化锰的质量比为1：(0.2～0.4)。4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：高能晶面(001)为废旧钒钛脱硝催化剂中主要成分TiO2的主暴露晶面为(001)。5.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：催化剂载体的制备方法中所述过筛目数为80～100目。6.根据权利要求1所述的催化剂，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐海涛，陆尧，孟雪璐，金奇杰，徐慕涛，李明波，郑叶玲，宋静，冯俊杰，
申请(专利权)人：南京杰科丰环保技术装备研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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