【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环保催化剂，涉及一种脱硝催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、氮氧化物(nox)是空气中的主要污染物，其来源主要是化石燃料的燃烧。氮氧化物排放过多，会引起酸雨、光化学烟雾以及全球变暖等一系列环境和气候问题。传统的固定源烟道气脱硝主要是使用氨选择性催化还原技术(nh3-scr)，以v2o5-wo3/tio2或其改性物质为催化剂，操作温度通常在300～400℃。这种催化剂在250℃时催化活性较低，且v2o5属于有毒物质，其回收和后处理成为了制约这种催化剂发展的瓶颈问题。而以二氧化铈(ceo2)及改性二氧化铈为活性组分的催化剂，由于其良好的储放氧性能，较高的氮气选择性和绿色环保的特点，得到了研究人员的广泛关注。
2、目前锅炉烟气scr脱硝催化剂在实际使用中，会面临碱金属中毒导致催化剂失活的问题。其原因在于锅炉燃烧产生的煤灰中，含有一定量的碱金属和碱土金属氧化物，他们会覆盖催化剂表面或与活性组分发生反应，从而减少了表面酸性位点的数量，同时也会导致不易分解的硝酸盐中间体形成。
3、cn102416320a公开了一种脱硝催化剂，涉及催化剂
该催化剂由以下重量份数的各组分组成：二氧化钛75-85份；三氧化钨10-12份；二氧化硅3-6份；五氧化二钒2-3份；木棉浆3-6份；玻璃纤维2-7份；硬脂酸2-3份；将各组分按重量份数配比后混合，搅拌均匀，然后依次经陈腐、预挤出、二次陈腐、挤出成型、一次干燥、二次干燥、高温锻烧、成品修整后，即可包装得催化剂成品。
4、cn107737588a
5、上述方案所述脱硝催化剂难以兼顾高温和低温催化活性，且碱中毒后，催化剂的活性急剧下降，因此提高脱硝催化剂在碱金属存在下的脱硝性能，对于节省燃煤行业烟气净化成本，提高废气处理效率非常重要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种脱硝催化剂及其制备方法和应用，本专利技术所述脱硝催化剂具有较高的表面酸度和氧化还原能力，cecuox提高了催化剂的抗碱金属中毒能力，从而保证其在碱金属中毒后，于250～400℃的使用温度范围内具有较高的催化活性及氮气选择性。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种脱硝催化剂，所述脱硝催化剂包括层状mcm分子筛载体和负载于所述层状mcm分子筛载体表面的复合氧化物活性组分，所述复合氧化物活性组分的化学式为cecuox，其中，x为1～2，例如：1、1.2、1.5、1.8或2等。
4、本专利技术所述脱硝催化剂在低温区段(300℃以内)cu起作用，高温区段ce起作用，二者结合可以覆盖200～500℃的超宽温度区间。同时cecuox内存在ce-o-cu不对称氧空位，能够增强nox的吸附能力。同时，铜和铈的复合，可以提高催化剂整体的表面酸度和氧化还原能力，进而提高了催化剂的抗碱金属中毒能力，从而保证其在碱金属中毒后，仍具有较高的催化活性及氮气选择性。mcm分子筛载体的形貌为层状，因此有强大的层间传质能力，能够将nox，nh3等气体快速扩散至活性位点。本专利技术所述脱硝催化剂具有较强的bronsted酸性位和lewis酸性位，能够增加催化剂nh3的吸附能力，以及对碱金属的中毒抵抗能力。
5、优选地，所述层状mcm分子筛载体包括mcm-22分子筛、mcm-56分子筛、mcm-49分子筛或mcm-36分子筛中的任意一种或至少两种的组合，优选为mcm-49分子筛。
6、优选地，所述层状mcm分子筛载体的硅铝比为(5～30):1。
7、优选地，所述复合氧化物活性组分中，铜元素和铈元素的摩尔比为(0.05～0.2):1，例如：0.05:1、0.08:1、0.1:1、0.15:1或0.2:1等。
8、优选地，所述复合氧化物活性组分还包含掺杂元素。
9、优选地，所述掺杂稀土元素包括钕、钐、钴、铕、钇、镝、镱、镧或镨中的任意一种或至少两种的组合。
10、优选地，以所述脱硝催化剂的质量为100％计，所述复合氧化物活性组分的质量分数为5～45％，例如：5％、10％、20％、30％或45％等，优选为10～25％。
11、第二方面，本专利技术提供了一种如第一方面所述脱硝催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
12、(1)将层状mcm分子筛载体研磨后分散于溶剂中，得到分散液；
13、(2)将铈源和铜源与所述分散液混合，蒸干后焙烧，得到所述脱硝催化剂。
14、本专利技术所述脱硝催化剂的制备方法较为简易，对比其他方法，省去了添加氨水和尿素等添加剂的步骤，并且不需要进行ph的调节，节省了制备时间与成本。
15、优选地，步骤(1)所述研磨后层状mcm分子筛载体的目数为20～100目，优选为20～100目，例如：20目、50目、60目、80目或100目等，优选为40～60目。
16、优选地，所述分散的过程中进行超声。
17、优选地，所述分散的时间为10～60min，例如：10min、20min、30min、50min或60min等。
18、优选地，所述分散液的浓度为2～8g/l，例如：2g/l、3g/l、5g/l、6g/l或8g/l等。
19、优选地，步骤(2)所述铈源包括硝酸铈。
20、优选地，所述铜源包括硝酸铜。
21、优选地，所述混合的过程中还加入掺杂金属源。
22、优选地，所述掺杂剂金属源包括硝酸钕、硝酸钐、硝酸铕、硝酸钇、硝酸镝、硝酸镱、硝酸镧或硝酸镨中的任意一种或至少两种的组合。
23、优选地，步骤(2)所述蒸干的温度为80～100℃，例如：80℃、85℃、90℃、95℃或100℃等。
24、优选地，所述焙烧的升温速度为1～10℃/min，例如：1℃/min、2℃/min、5℃/min、8℃/min或10℃/min等。
25、优选地，所述焙烧的温度为400～600℃，例如：400℃、450℃、500℃、550℃或600℃等。
26、优选地，所述焙烧的时间为3～10h，例如：30℃、50℃、60℃、80℃或100℃等。
27、第三方面，本专利技术提供了一种如第一方面所述脱硝催化剂的应用，所述脱硝催化剂用于氨选择性催化还原氮氧化物反应。
28、优选地，所述催化剂的工作温度为150～550℃，例如：150℃、200℃、300℃、400℃或550℃等，优选为200～400℃。
29、第四方面，本专利技术提供了一种脱硝反应器，所述脱硝反应器包含如第一方面所述的脱硝催化剂，所述脱硝反应器用于移动源气体脱硝装置和/或固定源气体脱硝装置。
30、优选地，所述移动源气体脱硝装置包括柴油发动机、燃气本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种脱硝催化剂，其特征在于，所述脱硝催化剂包括层状MCM分子筛载体和负载于所述层状MCM分子筛载体表面的复合氧化物活性组分，所述复合氧化物活性组分的化学式为CeCuOx，其中，x为1～2。
2.如权利要求1所述的脱硝催化剂，其特征在于，所述层状MCM分子筛载体包括MCM-22分子筛、MCM-56分子筛、MCM-49分子筛或MCM-36分子筛中的任意一种或至少两种的组合，优选为MCM-49分子筛；
3.如权利要求1或2所述的脱硝催化剂，其特征在于，所述复合氧化物活性组分中，铜元素和铈元素的摩尔比为(0.05～0.2):1；
4.一种如权利要求1-3任一项所述脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述研磨后层状MCM分子筛载体的目数为20～100目，优选为40～60目；
6.如权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述铈源包括硝酸铈；
7.如权利要求4-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述蒸干的温度为80
8.一种如权利要求1-3任一项所述脱硝催化剂的应用，其特征在于，所述脱硝催化剂用于氨选择性催化还原氮氧化物反应。
9.如权利要求8所述脱硝催化剂的应用，其特征在于，所述催化剂的工作温度为150～550℃，优选为200～400℃。
10.一种脱硝反应器，其特征在于，所述脱硝反应器包含如权利要求1-3任一项所述的脱硝催化剂，所述脱硝反应器用于移动源气体脱硝装置和/或固定源气体脱硝装置；
...【技术特征摘要】
1.一种脱硝催化剂，其特征在于，所述脱硝催化剂包括层状mcm分子筛载体和负载于所述层状mcm分子筛载体表面的复合氧化物活性组分，所述复合氧化物活性组分的化学式为cecuox，其中，x为1～2。
2.如权利要求1所述的脱硝催化剂，其特征在于，所述层状mcm分子筛载体包括mcm-22分子筛、mcm-56分子筛、mcm-49分子筛或mcm-36分子筛中的任意一种或至少两种的组合，优选为mcm-49分子筛；
3.如权利要求1或2所述的脱硝催化剂，其特征在于，所述复合氧化物活性组分中，铜元素和铈元素的摩尔比为(0.05～0.2):1；
4.一种如权利要求1-3任一项所述脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：张一波，韩新宇，刘凯杰，杨向光，
申请(专利权)人：中国科学院赣江创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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