一种钒钛基SCR脱硝催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种钒钛基SCR脱硝催化剂及其制备方法和应用，属于工业烟气催化净化技术领域。本发明专利技术提供的钒钛基SCR脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：采用梯度升温的焙烧方法，将钒钛基催化剂前驱体在200～250℃进行焙烧，然后升温至300～350℃进行焙烧，最后升温至400～550℃进行焙烧，得到钒钛基SCR脱硝催化剂；或者，采用还原性气氛焙烧方法，将钒钛基催化剂前驱体先在400～550℃的空气气氛中进行焙烧，然后在250～400℃的还原性气氛中进行焙烧，得到钒钛基SCR脱硝催化剂。实施例的结果显示，本发明专利技术制备的钒钛基SCR脱硝催化剂在180～280℃具有良好的SCR脱硝活性，催化效率＞90％。90％。90％。

【技术实现步骤摘要】
一种钒钛基SCR脱硝催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及工业烟气催化净化
，尤其涉及一种钒钛基SCR脱硝催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]氮氧化物(NO
x
)是主要的大气污染物之一，排放到大气中会引起酸雨、光化学烟雾和雾霾等环境问题。诸如钢铁、焦化、水泥、玻璃、垃圾焚烧等行业的工业源排放的NO
x
并没有得到有效的控制，导致NO
x
排放总量居高不下。因此，针对于工业源的NO
x
控制减排势在必行。
[0003]在现有的NO
x
排放控制技术中，选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，SCR)脱硝技术是目前国际上应用最广泛、技术较为成熟的一种脱除技术。传统商用的V2O5‑
WO3(MO3)/TiO2脱硝催化剂在燃煤电力行业(烟温一般＞300℃)应用成熟。但是对于上述其他工业烟气而言，实际的烟温一般＜300℃并且一般含有一定的SO2。这就导致传统的V2O5‑
WO3(MO3)/TiO2脱硝催化剂在中低温下(180～280℃)的活性较低且很容易受SO2中毒失活。因此，开发在具有中低温活性且能够抗SO2中毒的催化剂，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种钒钛基SCR脱硝催化剂及其制备方法和应用，本专利技术提供的钒钛基SCR脱硝催化剂在180～280℃具有良好的SCR脱硝活性，同时减少对SO2的过度氧化。
[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钒钛基SCR脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0007]采用梯度升温的焙烧方法，将钒钛基催化剂前驱体在200～250℃进行焙烧，然后升温至300～350℃进行焙烧，最后升温至400～550℃进行焙烧，得到钒钛基SCR脱硝催化剂；
[0008]或者，采用还原性气氛焙烧方法，将钒钛基催化剂前驱体先在400～550℃的空气气氛中进行焙烧，然后在250～400℃的还原性气氛中进行焙烧，得到钒钛基SCR脱硝催化剂。
[0009]优选地，所述钒钛基催化剂前驱体在焙烧前进行干燥处理，所述干燥处理的温度为60～120℃，干燥处理的时间为3～24h。
[0010]优选地，所述采用梯度升温的焙烧方法的焙烧气氛为空气气氛。
[0011]优选地，所述采用梯度升温的焙烧方法中，在200～250℃焙烧的时间为0.5～8h，在300～350℃焙烧的时间为0.5～8h，在400～550℃焙烧的时间为4～24h。
[0012]优选地，所述采用还原性气氛焙烧方法中，在400～550℃的空气气氛中焙烧的时间为1～24h，在250～400℃的还原性气氛中焙烧的时间为1～6h。
[0013]优选地，所述还原性气氛为H2和N2的混合气氛。
[0014]优选地，所述H2和N2的混合气氛中H2的体积百分比为5～20％。
[0015]本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的钒钛基SCR脱硝催化剂。
[0016]优选地，按质量百分比计，所述钒钛基SCR脱硝催化剂的组成包括：V2O51～5％，WO31～7％，Mo 0～5％和余量的TiO2。
[0017]本专利技术提供了上述技术方案所述钒钛基SCR脱硝催化剂在NO
x
排放控制中的应用。
[0018]本专利技术提供了一种钒钛基SCR脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：采用梯度升温的焙烧方法，将钒钛基催化剂前驱体在200～250℃进行焙烧，然后升温至300～350℃进行焙烧，最后升温至400～550℃进行焙烧，得到钒钛基SCR脱硝催化剂；或者，采用还原性气氛焙烧方法，将钒钛基催化剂前驱体先在400～550℃的空气气氛中进行焙烧，然后在250～400℃的还原性气氛中进行焙烧，得到钒钛基SCR脱硝催化剂。本专利技术以钒钛基催化剂前驱体作为原料进行焙烧，采用梯度升温焙烧可以使载体TiO2表面的活性氧不至于因快速升温而快速失去，从而使V2O5的前驱体偏钒酸铵在分解过程中能够更有效地与载体表面氧空位结合生成低聚态钒物种(二聚钒和三聚钒)，同时在催化剂载体上能生成更多的氧空位缺陷；采用还原性气氛焙烧方法进行焙烧时，在400～550℃的空气气氛中前驱体(偏钒酸铵、仲钨酸铵等)变成了氧化物形式V2O5‑
WO3/TiO2，然后在还原气氛中采用250～400℃的温度进行焙烧，能够将催化剂中的高价态物质还原(如将V2O5‑
WO3/TiO2中的V的价态可以从+5价变成+4价)，有利于生成低聚态钒物种(二聚钒和三聚钒)，同时失去部分的活性氧，获得更多氧空位；通过上述焙烧工艺可以使钒钛基SCR脱硝催化剂在低温下更具脱硝活性，且能有效地减弱V2O5活性中心的氧化性，很大程度上减少对SO2的过度氧化，提高了催化剂抵抗SO2中毒失活的能力。实施例的结果显示，本专利技术提供的制备方法制备的钒钛基SCR脱硝催化剂在180～280℃具有良好的SCR脱硝活性，其催化效率＞90％。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例1～5制备的钒钛基SCR脱硝催化剂和对比例1提供的商用钒钨钛催化剂对NO
x
脱除效率曲线图；
[0020]图2为本专利技术实施例1制备的钒钛基SCR脱硝催化剂的Raman谱图；
[0021]图3为实施例1制备的钒钛基SCR脱硝催化剂和对比例1提供的商用钒钨钛催化剂抵抗SO2中毒失活的对比图。
具体实施方式
[0022]本专利技术提供了一种钒钛基SCR脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0023]采用梯度升温的焙烧方法，将钒钛基催化剂前驱体在200～250℃进行焙烧，然后升温至300～350℃进行焙烧，最后升温至400～550℃进行焙烧，得到钒钛基SCR脱硝催化剂；
[0024]或者，采用还原性气氛焙烧方法，将钒钛基催化剂前驱体先在400～550℃的空气气氛中进行焙烧，然后在250～400℃的还原性气氛中进行焙烧，得到钒钛基SCR脱硝催化剂。
[0025]本专利技术采用梯度升温的焙烧方法，将钒钛基催化剂前驱体在200～250℃进行焙
烧，然后升温至300～350℃进行焙烧，最后升温至400～550℃进行焙烧，得到钒钛基SCR脱硝催化剂。本专利技术对所述升温的速率没有特殊的限定，根据本领域技术人员的技术常识确定即可。
[0026]本专利技术对所述钒钛基催化剂前驱体的具体来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品或者采用常规方式自行制备均可。在本专利技术中，所述钒钛基催化剂前驱体的原料优选包括：偏钒酸铵、偏钨酸铵/仲钨酸铵、七钼酸铵和二氧化钛。本专利技术对所述钒钛基催化剂前驱体的组成中各组分的用量没有特殊的限定，根据所需钒钛基SCR脱硝催化剂的组成确定即可。
[0027]在本专利技术中，所述钒钛基催化剂前驱体的制备方法优选为：(1)将偏钒酸铵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钒钛基SCR脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：采用梯度升温的焙烧方法，将钒钛基催化剂前驱体在200～250℃进行焙烧，然后升温至300～350℃进行焙烧，最后升温至400～550℃进行焙烧，得到钒钛基SCR脱硝催化剂；或者，采用还原性气氛焙烧方法，将钒钛基催化剂前驱体先在400～550℃的空气气氛中进行焙烧，然后在250～400℃的还原性气氛中进行焙烧，得到钒钛基SCR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，所述钒钛基催化剂前驱体在焙烧前进行干燥处理，所述干燥处理的温度为60～120℃，干燥处理的时间为3～24h。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述采用梯度升温的焙烧方法的焙烧气氛为空气气氛。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述采用梯度升温的焙烧方法中，在200～250℃焙烧的时间为0.5～8h，在300～350℃焙烧的时...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴孝敏，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：