【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂，尤其是一种用于汽车尾气处理、电厂烟气脱硝等领域的选择性催化还原催化剂。
技术介绍
1、选择性催化还原（scr）是一种常用的氮氧化物（nox）排放控制技术，主要应用于汽车尾气处理、电厂烟气脱硝等领域。scr技术利用催化剂在适当温度下催化氨（nh3）或尿素（co(nh2)2）与nox发生还原反应，将有害的nox转化为无害的氮气和水蒸气。催化剂：scr技术中使用的催化剂通常是金属氧化物，如钒钛型催化剂（v2o5/tio2），铜铁型催化剂（cu-fe催化剂）等。催化剂的选择和设计对scr性能具有重要影响。scr反应需要在一定的温度范围内进行。研究和确定最佳的scr反应温度窗口是技术开发的关键之一。但所用的大多数scr催化剂材料的工作温度窗口高于300°c且市售的钒基是有毒的。因此，目前scr脱硝技术面临着开发一种高活性、环保、低成本催化剂的挑战。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种稀土金属改性的fe-co-mn催化剂及其制备方法与应用，该催化剂具有高催化活性、优异的热稳定性和nh3-scr耐受性，从而解决了上述现有选择性催化还原催化剂存在的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案之一是：
3、包括tio2载体，以及负载在该tio2载体上的fe、co、mn和稀土金属；
4、其中，所述稀土金属为y、la、ce、nd中的一种或多种的组合。
5、上述技术方案中，更具体的技术方案还可以是：所述稀土金属为y、
6、进一步的，所述稀土金属为ce-nd的组合。
7、进一步的，在所述稀土金属改性的fe-co-mn催化剂中，所述稀土金属元素质量占比为0.3%～3%。
8、进一步的，在所述稀土金属改性的fe-co-mn催化剂中，所述稀土金属元素质量占比为0.3%～1.5%。
9、本专利技术所采用的技术方案二是：
10、所述稀土金属改性的fe-co-mn催化剂的制备方法：包括采用溶胶-凝胶法合成tio2载体，并采用浸渍法将fe、co、mn和稀土金属负载到tio2载体上获得稀土金属改性的fe-co-mn催化剂；
11、其中，所述采用溶胶-凝胶法合成tio2载体的具体方法为：
12、（1）将乙醇、乙酸和去离子水混合，并在室温条件下搅拌均匀，制得溶液a，备用；
13、（2）将乙醇、钛酸四丁酯混合，并在室温条件下搅拌均匀，制得溶液b，备用；
14、（3）在室温下，一边搅拌上述溶液b，一边将溶液a加入溶液b中，直到溶解并形成凝胶，然后烘干、煅烧，获得tio2载体；
15、所述采用浸渍法将fe、co、mn和稀土金属负载到tio2载体上的具体方法为：
16、a.分别将fe、co、mn以及稀土金属的铵盐加入去离子水中，分别得到fe、co、mn以及稀土金属各自的铵盐溶液，备用；
17、b.将制得的fe、co、mn以及稀土金属各自的铵盐溶液混合均匀，得到铵盐混合溶液；
18、c.在制得的铵盐混合溶液加入tio2载体，加热搅拌，直至出现固体样品，收集固体样品；
19、d.将固体样品干燥、煅烧、细化。
20、上述技术方案中，更具体的技术方案还可以是：所述乙醇纯度≥99.5%；
21、所述乙酸纯度≥99%；
22、所述钛酸四丁酯纯度≥99.99%。
23、进一步的，所述fe、co、mn以及稀土金属各自的铵盐溶液的浓度均控制在0.005mol/l～0.4mol/l之间；
24、所述铵盐混合溶液的溶质与tio2的摩尔比为1:2～40。
25、进一步的，所述铵盐混合溶液中的溶质与tio2的摩尔比为1:10。
26、本专利技术所采用的技术方案三是：所述稀土金属改性的fe-co-mn催化剂在选择性催化还原反应中的应用。
27、由于采用上述技术方案，本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：
28、1.本专利技术使用的稀土金属包括钇（y）、镧（la）、铈（ce）、钕（nd）中的任其中一种或随意多种的组合，优选为y、la、ce、nd和ce-nd组合。钇具有高氧化还原能力和良好的稳定性，可以增强scr催化剂的活性和抗硫性能。此外，钇还可以提高催化剂的热稳定性和耐高温性能。镧在scr催化剂中通常以氧化镧（la2o3）的形式存在，具有优异的氧储存和释放能力。这种氧化镧的特性使得催化剂能够在低温下实现快速的nox选择性还原反应，并且对于氨的消耗量较低。铈是一种非常重要的稀土金属，其氧化物（ceo2）在scr催化剂中表现出良好的氧存储和释放性能。铈催化剂具有很高的氧还原能力和抗硫性能，同时能够在宽温度范围内有效催化nox的选择性还原。钕可以提高scr催化剂的催化活性，促进氨与氮氧化物（nox）的选择性还原反应。在高温条件下依然保持良好的催化性能，对scr系统的热稳定性有积极的影响。ce-nd组合在保留原有优秀作用下，nd与ce配合使用，可以提高scr催化剂的性能，并且可以改善其耐久性和抗毒化能力。
29、2.本专利技术的稀土金属改性的fe-co-mn催化剂具有更好的抗h2o性和增加的低温scr活性。
30、3.本专利技术的稀土金属改性的fe-co-mn催化剂在150～300℃的温度下，转化率达到80%以上。
31、4.本专利技术的稀土金属改性的fe-co-mn催化剂具有高催化活性、优异的热稳定性和nh3-scr耐受性。
32、5.本专利技术的稀土金属改性的fe-co-mn催化剂特别适用于固定源、移动源脱销的nh3-scr技术。
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1.一种稀土金属改性的Fe-Co-Mn催化剂，其特征在于：
2.根据权利要求书1所述的稀土金属改性的Fe-Co-Mn催化剂，其特征在于：
3.根据权利要求书1所述的稀土金属改性的Fe-Co-Mn催化剂，其特征在于：
4.根据权利要求书1或2或3所述的稀土金属改性的Fe-Co-Mn催化剂，其特征在于：
5.根据权利要求书4所述的稀土金属改性的Fe-Co-Mn催化剂，其特征在于：
6.一种如权利要求1～5所述的稀土金属改性的Fe-Co-Mn催化剂的制备方法，其特征在于：
7.根据权利要求书6所述的稀土金属改性的Fe-Co-Mn催化剂的制备方法，其特征在于：
8.根据权利要求书7所述的稀土金属改性的Fe-Co-Mn催化剂的制备方法，其特征在于：
9.根据权利要求书8所述的稀土金属改性的Fe-Co-Mn催化剂的制备方法，其特征在于：
10.权利要求1～9所述的稀土金属改性的Fe-Co-Mn催化剂在选择性催化还原反应中的应用。
【技术特征摘要】
1.一种稀土金属改性的fe-co-mn催化剂，其特征在于：
2.根据权利要求书1所述的稀土金属改性的fe-co-mn催化剂，其特征在于：
3.根据权利要求书1所述的稀土金属改性的fe-co-mn催化剂，其特征在于：
4.根据权利要求书1或2或3所述的稀土金属改性的fe-co-mn催化剂，其特征在于：
5.根据权利要求书4所述的稀土金属改性的fe-co-mn催化剂，其特征在于：
6.一种如权利要求1～5所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭东丽，高升，张志清，张岚清，董锐，胡静怡，杨章懂，卢芳，韩圣孔，
申请(专利权)人：广西科技大学，
类型：发明
国别省市：
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