本发明专利技术属于环境保护与环境催化领域，具体涉及一种基于TiO2-SnO2复合金属氧化物载体的SCR烟气脱硝催化剂。本发明专利技术是以纳米TiO2-SnO2为载体、WO3和CeO2为助剂、V2O5为活性组分，获得基于TiO2-SnO2复合载体的中低温烟气脱硝催化剂。采用纳米TiO2-SnO2替代传统的纳米TiO2作为载体，不仅增加了催化剂的比表面积、热稳定性和酸性，而且通过和V2O5、WO3和CeO2之间的相互作用，提高了催化剂的脱硝活性；在以氨为还原剂，温度为150-450℃的范围内都表现出很好的催化活性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境保护与环境催化领域，具体涉及一种新型的基于TiO2-Sr^2复合金属氧化物载体的SCR烟气脱硝催化剂。
技术介绍
大气污染物中的氮氧化物在大气中易形成酸雨和光化学烟雾，破坏臭氧层造成温室效应，给自然环境和人类健康带来了严重的危害。自然界中的N0x63%来着工业污染和交通污染，是自然发生源的2倍，其中电力工业的排放占到40%。据统计，我国大气污染物中 NOx约60%来自于煤的燃烧，因此控制燃煤锅炉氮氧化物的排放，形势严峻、任务紧迫。在各类脱硝技术中，氨选择性催化还原(SCR)法由于其高效的脱硝效率、选择性好，且技术成熟，是目前主要的燃煤电站脱硝技术。SCR脱硝技术的关键是催化剂。当前国内SCR催化剂技术尚处于引进和消化吸收国外技术的阶段，但国外催化剂价格昂贵，运行成本高。因此，研制具有自主知识产权、活性高、热稳定性好、耐久性好的催化剂是研究的重点。目前固定源电厂NH3-SCR —般使用V2O5/ W03/Ti02商业催化剂，其中V2O5是活性组分，发挥着主要催化效果；WO3是助剂，可进一步提高催化剂的热稳定性、脱硝活性和抗中毒性；锐钛矿型TiO2是载体，具有较好的抗硫中毒能力，硫酸盐在TW2表面的稳定性也比其他氧化物表面弱。然而，这种商业的脱硝催化剂催化活性温度范围较窄，通常是300-400°C，而且催化活性也有待于进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种活性高、热稳定性好、活性温度窗口较宽的SCR烟气脱硝催化剂及其制备方法，本催化剂利用复合金属氧化物TiO2-Sr^2 为载体，充分改善载体的性能，同时通过和V205、W03和( 之间的相互作用，提高了催化剂的脱硝活性并拓宽催化活性温度窗口。该脱硝催化剂的组成为在纳米TiO2-Sr^2复合载体上，负载助剂WO3和CeO2、活性组分V2O5共同构成复合型催化剂；其中，在所述纳米TiO2-Sr^2复合载体中，TiO2所占的质量百分比为50-95% ；在制得的复合型催化剂中，TiO2-Sr^2的质量百分比为83. 5-94. 5%, V205、W03、CeO2各自所占的质量百分比分别为0. 5-1. 5%、4_10%和1-5% 一种基于TiO2-SnO2复合金属氧化物载体的SCR烟气脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤(1)复合载体的制备量取一定量的钛源，缓慢滴入至4-10倍体积的无水乙醇溶液中，另外量取一定量的锡源缓慢滴入至上述含有钛源的无水乙醇溶液中，使最终得到的TiO2-Sr^2复合金属氧化物中TW2所占的质量百分比为50-95% ；在剧烈搅拌的条件下，缓慢滴加沉淀剂直至 PH值达到9. 5左右，得到氢氧化物沉淀并静置一定时间；而后对上述混合物过滤、洗涤、用 AgNO3检测、干燥、焙烧，即得到纳米TiO2-Sr^2复合金属氧化物；(2)复合载体助剂和活性组分的负载按照等体积浸渍法，量取一定量的硝酸铈溶于去离子水中，将TiO2-Sr^2复合载体加入上述硝酸铈溶液中，超声处理并静置一定时间；而后对上述物料进行干燥、焙烧，即得到 Ce02/TiO2-SnO2 ；配置5%的草酸溶液，按照等体积浸渍法，量取一定量的偏钒酸铵，以及钨酸铵或偏钨酸铵溶于草酸溶液中，将Ce02/Ti02-Sn02加入上述溶液中，超声处理并静置一定时间； 而后对上述物料进行干燥、焙烧，即得到V205/W03-Ce02/Ti02-Sn02复合型催化剂；且V205、 W03、CeO2各自的质量与复合型催化剂的质量百分比分别为0. 5-1. 5%、4-10%和1_5%。所述步骤(1)或O)中的静置时间为2-Mh。所述步骤O)中的超声处理时间为1-池。所述步骤(1)或O)中的干燥为自然阴干，干燥时间为M-7 !。所述步骤(1)或O)中的干燥为干燥箱干燥，干燥温度为60-120°C，干燥时间为 6-24h。所述步骤(1)或(2)中的焙烧温度为350-600°C，程序升温速度为0. 5_10°C /min, 保温时间为l_4h。所述钛源为四氯化钛或者钛酸四正丁酯，所述锡源为四氯化锡，所述沉淀剂为氨水。本专利技术的有益效果为本专利技术采用纳米TiO2-SnO2复合金属氧化物为载体，具有比表面积大、热稳定性高和酸性位点多的特点；其中较大的比表面积和较多的酸性位点有利于催化剂对气态NH3的吸附，从而促进脱硝反应的进行，较高的热稳定性则有利用于提高催化剂的使用寿命。本专利技术引入( 作为助剂，CeO2是一种较为廉价的氧化物，也是稀土氧化物系列中活性最高的一种氧化物催化剂，具有较高的储氧-释氧能力和较强的氧化-还原性能，将 CeO2引入脱硝催化剂中，有助于提高催化剂的脱硝活性并拓宽催化活性的温度窗口。此外，TiO2-SnO2和V205、WO3和( 之间存在着相互作用，可以进一步提高催化剂的脱硝活性，并使催化剂在150-450°C的温度范围内都表现出优越的催化活性。具体实施例方式本专利技术提供了一种基于TiO2-Sr^2复合载体的SCR烟气脱硝催化剂及制备方法，下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步说明。下述实施例中的百分含量如无特殊说明均为质量百分含量。实施例1(1)复合载体制备量取质量比为15 11的四氯化钛和四氯化锡，具体为量取 9. 96g的四氯化钛，缓慢滴入至60mL的无水乙醇溶液中；另外量取7. 26g的四氯化锡，缓慢滴入至上述含有四氯化钛的无水乙醇溶液中；在剧烈搅拌的条件下，缓慢滴加氨水直至PH 值达到9. 5左右，得到氢氧化物沉淀并静置Mh ；对上述混合物过滤、洗涤(用AgNO3检测无 CD，而后置于普通鼓风干燥箱中110°C下干燥池、马弗炉中500°C下焙烧(程序升温速度为2V /min，保温时间为3h)，即得到纳米TiO2-Sr^2复合金属氧化物，其中，Ti02/Ti02-Sr^2 =50%。( 量取质量比为8. 67 1 7. 69的硝酸铈、偏钒酸铵和钨酸铵，具体操作为按照等体积浸渍法，量取1. 24g的硝酸铈溶于8. 08g去离子水中，将TiO2-Sr^2复合载体加入上述硝酸铈溶液中，超声处理Ih并静置池；而后将上述物料置于普通鼓风干燥箱110°C下干燥3h、马弗炉中450°C焙烧3h(程序升温速度为2V /min，保温时间为3h)，即得到CeO2/ TiO2-SnO20按照等体积浸渍法，配置5%的草酸溶液8. 89g，量取0. 143g的偏钒酸铵和1. Ig 钨酸铵溶于草酸溶液中，将Ce02/Ti02-Sr^2加入上述溶液中，超声处理Ih并静置池；而后将上述物料置于普通鼓风干燥箱110°C下干燥池、马弗炉中450°C下焙烧池，程序升温速度为 20C /min，保温时间为 3h,即得到 1. 1% V205/10% W03-4. 9% Ce02/Ti02-Sn02(Τi02/TiO2-SnO2 =50%)复合型催化剂。采用模拟烟气条件对该脱硝催化剂的性能进行评价，以NH3为还原剂，典型烟气工况下=NO为IOOOppm, O2为5% (ν/ν)，氨氮比为1 1，N2为平衡气，空速为ΙδΟΟΟΙΓ1，在反应温度为150°C、300°C、45(rC时的脱硝效率分别为72. 5%,98%,97. 7%0实施例2(1)复合载体制备量取质量比为7. 本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种基于ＴｉＯ２－ＳｎＯ２复合金属氧化物载体的ＳＣＲ烟气脱硝催化剂，其特征在于：在纳米ＴｉＯ２－ＳｎＯ２复合载体上，负载助剂ＷＯ３和ＣｅＯ２、活性组分Ｖ２Ｏ５共同构成复合型催化剂；其中，在所述纳米ＴｉＯ２－ＳｎＯ２复合载体中，ＴｉＯ２所占的质量百分比为５０－９５％；在制得的复合型催化剂中，ＴｉＯ２－ＳｎＯ２的质量百分比为８３．５－９４．５％，Ｖ２Ｏ５、ＷＯ３、ＣｅＯ２各自所占的质量百分比分别为０．５－１．５％、４－１０％和１－５％。
【技术特征摘要】
1.一种基于TiO2-SnO2复合金属氧化物载体的SCR烟气脱硝催化剂，其特征在于在纳米TiO2-Sr^2复合载体上，负载助剂WO3和CeO2、活性组分V2O5共同构成复合型催化剂；其中，在所述纳米TiO2-Sr^2复合载体中，TiO2所占的质量百分比为50-95% ；在制得的复合型催化剂中，TiO2-SnO2的质量百分比为83. 5-94.5%, V2O5、WO3、CeO2各自所占的质量百分比分别为 0. 5-1. 5%、4-10%和 1-5% ο2.一种基于TiO2-Sr^2复合金属氧化物载体的SCR烟气脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤(1)复合载体的制备量取一定量的钛源，缓慢滴入至4-10倍体积的无水乙醇溶液中，另外量取一定量的锡源缓慢滴入至上述含有钛源的无水乙醇溶液中，使最终得到的TiO2-Sr^2复合金属氧化物中TiO2所占的质量百分比为50-95% ；在剧烈搅拌的条件下，缓慢滴加沉淀剂直至pH值达到9. 5左右，得到氢氧化物沉淀并静置一定时间；而后对上述混合物过滤、洗涤、用AgNO3检测、干燥、焙烧，即得到纳米TiO2-Sr^2复合金属氧化物；(2)复合载体助剂和活性组分的负载按照等体积浸渍法，量取一定量的硝酸铈溶于去离子水中，将TiO2-Sr^2复合载体加入上述硝酸铈溶液中，超声处理并静置一定时间；而后对上述物料进行干燥、焙烧，即得到 Ce02/Ti02-Sn02 ；配置5%的草酸溶液，按照等体积浸渍法，量取一定量的偏钒酸铵，以及钨酸铵或偏钨酸铵溶于草酸溶液中，将Ce02/Ti02-Sr^2加入上述溶液中...
【专利技术属性】
技术研发人员：董长青，陆强，苏淑华，杨勇平，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：11
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