【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于烟气净化，涉及一种脱硝催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、烟气中排放的氮氧化物是严重的空气污染物，可引发一系列环境问题，包括酸雨、光化学烟雾、温室效应等，给人类健康带来严重的威胁。选择性催化还原技术(scr)是目前主流的烟气脱硝技术，该技术通常使用氨作为还原剂，将氮氧化物选择性地还原为氮气和水。但是烟气中的so2会使催化剂中毒失活，具体包括硫酸铵/硫酸氢铵沉积造成的物理中毒和活性位点硫酸盐化造成的化学中毒，从而影响催化剂工作寿命。
2、cn114272949a公开了一种低温抗abs中毒的m1型钼分子筛脱硝催化剂及制备方法，该方法将vo6八面体原子级分散于moo6分子筛骨架结构上，得到了低温抗abs中毒的催化剂。该催化剂在210℃的抗硫稳定性测试下，no转化率在80％以上，但是该催化剂的有效工作温度区间较窄(200～400℃)，且含有毒性物质v。
3、cn115739171a公开了一种低温耐硫脱硝复合分子筛催化剂的制备方法，该方法使用cao作为活性位保护剂，nio作为硫酸铵或硫酸氢铵分解剂，实现了低温抗硫。但是该催化剂适用于低温，工作温度窗口窄(<280℃)。
4、因此，开发一种宽工作温度窗口的耐硫脱硝催化剂具有重要意义和工业价值。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种宽工作温度窗口的耐硫脱硝催化剂及其制备方法和应用。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
4、本专利技术催化剂利用beta分子筛特有的孔道结构对反应物分子进行限域，通过促进no氧化生成no2来促进快速scr反应的进行，其次利用beta分子筛无氧化还原位点来实现中高温抗硫中毒，之后通过对beta分子筛掺杂金属元素a来提升催化剂的低温活性，通过与酸性多孔材料物理混合实现低温抗硫中毒。
5、作为本专利技术优选的技术方案，含所述金属元素a的化合物包括氧化铁、氧化铈、氧化锰、氧化钨或氧化钼中的任意一种或至少两种的组合，其中所述组合典型但非限制性实例有：氧化铁和氧化铈的组合、氧化铈和氧化锰的组合、氧化锰和氧化钨的组合或氧化钨和氧化钼的组合等。
6、优选地，所述酸性多孔材料包括mor分子筛、y分子筛、sba-15分子筛、mcm-56分子筛或蒙脱土中的任意一种或至少两种的组合，其中所述组合典型但非限制性实例有：mor分子筛和y分子筛的组合、y分子筛和sba-15分子筛的组合、sba-15分子筛和mcm-56分子筛的组合或mcm-56分子筛和蒙脱土的组合等。
7、作为本专利技术优选的技术方案，含所述金属元素a的化合物和beta分子筛的质量比为1:(1～10)，其中所述质量比可以是1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9或1:10等，但不仅限于所列举的数值，其他未列举的数值范围同样适用。
8、优选地，所述酸性多孔材料和beta分子筛的的质量比为(1～5):(5～1)，其中所述质量比可以是1:5、2:5、3:5、4:5、5:5、5:4、5:3、5:2或5:1等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
9、本专利技术目的之二在于提供一种如目的之一所述的催化剂的制备方法，所述制备方法包括：
10、(1)将beta分子筛溶解在含金属元素a的溶液中，进行水热反应，得到中间产物；
11、(2)对步骤(1)所述中间产物进行煅烧后，与酸性多孔材料混合，得到所述催化剂。
12、金属元素a与beta分子筛先进行化学混合，后与酸性多孔材料进行物理混合。先进行化学混合，是为了使金属a元素能够与beta分子筛结合，金属元素a起低温活性位点的作用；后进行物理混合，是为了保证酸性多孔材料的独立性(独立的低温抗硫组分)，利用酸性多孔材料的多孔性质对低温下生成的硫酸铵、硫酸氢铵进行吸附，防止低温下二氧化硫的存在造成催化剂物理中毒。如果直接一步水热法混合金属元素a、beta分子筛、酸性多孔材料这三个组分会对酸性多孔材料的性能造成影响，影响催化剂低温抗硫效果。。
13、作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述含金属元素a的溶液的制备方法包括：将含金属元素a的前体盐在溶剂中溶解，得到所述含金属元素a的溶液。
14、优选地，所述含金属元素a的前体盐包括硝酸铁、硝酸铈、硝酸锰、硫酸锰、偏钨酸铵、仲钨酸铵或钼酸铵中的任意一种或至少两种的组合，其中所述组合典型但非限制性实例有：硝酸铁和硝酸铈的组合、硝酸铈和硝酸锰的组合、硝酸锰和硫酸锰的组合、硫酸锰和偏钨酸铵的组合、偏钨酸铵和仲钨酸铵的组合或仲钨酸铵和钼酸铵的组合等。
15、优选地，所述含金属元素a的前体盐和beta分子筛的质量比为1:(1～10)，其中所述质量比可以是1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9或1:10等，但不仅限于所列举的数值，其他未列举的数值范围同样适用。
16、优选地，所述溶剂包括水。
17、作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述水热反应的温度为80～140℃，其中所述温度可以是80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、125℃、130℃、135℃或140℃等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
18、本专利技术水热反应的温度过高会破坏beta分子筛的孔道结构；水热反应的温度过低不利于金属元素a与beta分子筛的结合。
19、优选地，步骤(1)所述水热反应的时间为20～40h，其中所述时间可以是20h、22h、24h、26h、28h、30h、32h、34h、36h、38h或40h等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
20、本专利技术水热反应的时间过短不利于金属元素a与beta分子筛的结合；水热时间过长会破坏beta分子筛的孔道结构。
21、作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述水热反应后，对水热反应产物进行过滤、洗涤和干燥，得到所述中间产物。
22、优选地，所述干燥的温度为60～100℃，其中所述温度可以是60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃或100℃等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
23、优选地，所述干燥的时间为5～10h，其中所述时间可以是5h、6h、7h、8h、9h或10h等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
24、作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种催化剂，其特征在于，所述催化剂包括酸性多孔材料和Beta分子筛，所述催化剂还掺杂有金属元素A，所述金属元素A选自铁、铈、锰、钨或钼中的任意一种或至少两种的组合。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，含所述金属元素A的化合物包括氧化铁、氧化铈、氧化锰、氧化钨或氧化钼中的任意一种或至少两种的组合；
3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，含所述金属元素A的化合物和Beta分子筛的质量比为1:(1～10)；
4.一种如权利要求1-3任一项所述的催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述含金属元素A的溶液的制备方法包括：将含金属元素A的前体盐在溶剂中溶解，得到所述含金属元素A的溶液；
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述水热反应的温度为80～140℃；
7.根据权利要求4-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述水热反应后，对水热反应产物进行过滤、洗涤和干燥，得到所述中间产物；
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9.根据权利要求4-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
10.一种如权利要求1-3任一项所述的催化剂的应用，其特征在于，所述催化剂用于NH3选择性催化还原氮氧化物的反应、固定源气体脱硝装置或移动源气体脱硝装置中的任意一种。
...【技术特征摘要】
1.一种催化剂，其特征在于，所述催化剂包括酸性多孔材料和beta分子筛，所述催化剂还掺杂有金属元素a，所述金属元素a选自铁、铈、锰、钨或钼中的任意一种或至少两种的组合。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，含所述金属元素a的化合物包括氧化铁、氧化铈、氧化锰、氧化钨或氧化钼中的任意一种或至少两种的组合；
3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，含所述金属元素a的化合物和beta分子筛的质量比为1:(1～10)；
4.一种如权利要求1-3任一项所述的催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述含金属元素a的溶液的制备方法包括：将含金属元素a的前体盐在溶剂中溶解，得到所述含金...
【专利技术属性】
技术研发人员：张一波，边梦瑶，刘凯杰，刘明材，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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