本发明专利技术涉及一种丙烯选择还原NO的复合脱硝催化剂及其制备方法，属于环保材料催化领域。包括载体和催化活性组分，其特征在于：所述载体为蜂窝陶瓷、分子筛、硅胶载体、活性碳纤维、硅藻土、陶瓷板或金属合金；所述催化活性组分为铜钴铈复合氧化物，其中铜、钴和铈元素的摩尔比为1:0.1~3:0.1~2。以载体的质量为基准，所述催化剂活性组分的含量为8%~30%。所述的复合脱硝催化剂，还包括助剂，所述助剂为Mn、Fe和Ni的氧化物中的一种或两种以上的任意组合；以载体的质量为基准，所述助剂的含量为0~6%。上述烟气脱硝催化剂具有水热稳定性、抗SO2中毒性能良好的特点，且制备方法简单、能耗低、对环境无二次污染、活性起始温度较低等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种丙烯选择还原NO的复合脱硝催化剂及其制备方法，属于环保材料催化领域。
技术介绍
煤炭是我国最主要的一次能源，它的燃烧造成了 NOx的大量排放，其中主要以NO和NO2的形式存在，而NO更是占到了 90%以上。NO和血红蛋白有很强的亲和力，动物接触高浓度的NO可出现中枢神经病变；NOx还可形成光化学烟雾，它也是形成酸雨的重要物，对温室效应的贡献是CO2的200多倍，对农业、林业、全球气候、自然环境及人类身体健康都具有极大的危害。因此，NOx的治理已经成为国内外高度重视的一个课题。 在众多的烟气脱硝方法中，选择性催化还原(SCR)以其脱硝效率高、技术成熟而得到广泛的应用。现今SCR法常采用NH3作为还原剂，使用V-Ti体系催化剂将烟气中的NOx还原成N2和H20。由于NH3极易与烟气中的SO2反应生成硫酸氢氨或硫酸铵毒化催化剂、阻塞管道，造成催化剂寿命的降低及运行成本的增大，所以研究新型还原剂成为目前脱硝催化剂的一个热点。烃类选择催化还原是消除NOx的有效方法之一，采用Al2O3负载Cu的催化剂具有最佳活性温度较低、水热稳定性好、廉价易得等优点，但其活性仍较低，难以使NO转化率高于50%。专利(CN 101015808 A)采用Y-Al2O3作为载体，CuO为活性组分，催化剂的最佳温度为275°C，此时NO的转化率为82%。专利(CN 1762591A)采用S042—浸溃改性后的La2O3-ZrO2-Al2O3作为复合载体，CuO为活性组分，能使NO的转化率在275°C达到79%。专利(CN 1706547A)采用改性后的Y-Al2O3作为载体，La2O3-CuO作为活性组分，此催化剂对NO的转化率在300°C可达到83%。这些专利所述的催化剂载体及活性组分较为昂贵，且制备过程比较复杂、能耗较大，且最高活性温度点较高、活性温度窗口教窄，200 V以下催化剂基本没有活性。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了改进现有丙烯催化剂制备工艺复杂、原料昂贵、起始活性温度点高、支撑体易粉化等不足而提供的一种工艺简单、原料廉价易得能耗低、起始活性温度点低、活性温度窗口宽的丙烯选择还原NO的复合脱硝催化剂。本专利技术的另一目的是提供上述催化剂的制备方法。本专利技术的技术方案一种丙烯选择还原NO的复合脱硝催化剂，包括载体和催化活性组分，其特征在于所述载体为蜂窝陶瓷、分子筛、硅胶载体、活性碳纤维、硅藻土、陶瓷板或金属合金。所述催化活性组分为铜钴铈复合氧化物，其中铜、钴和铈元素的摩尔比为1:0. I 3:0. I 2。以载体的质量为基准，所述催化剂活性组分的含量为89^30%。本专利技术还包括助剂，所述助剂为Mn、Fe和Ni的氧化物中的一种或两种以上的任意组合。以载体的质量为基准，所述助剂的含量为(T6%。本专利技术还提供了上述丙烯选择还原NO的复合脱硝催化剂的制备方法，采用等体积浸溃法制备。其具体步骤如下 (1)将待用载体浸溃到质量百分含量为5 20%的HNO3溶液或HCl溶液中，置于电阻炉上加热并持续沸腾5 15min，自然冷却后用蒸馏水洗涤至pH=5 7，放入6(Tl00°C烘箱中干燥24 48h待用； (2)取催化剂活性组分前驱体与助剂前驱体催化剂活性组分前驱体为可溶性铜盐、可溶性钴盐与可溶性铈盐，助剂前驱体为可溶性锰盐、可溶性铁盐与可溶性镍盐，其中铜、钴和铈元素的摩尔比为1:0. r3:0. f 2，溶解于体积等于载体总孔体积的去离子水中，用磁力搅拌器搅拌2 10min，使之完全溶解； (3)将步骤⑴得到的载体浸溃于步骤⑵得到的溶液中，静置15 120min，于60^100°C下干燥2 10h，再放入马弗炉中焙烧，焙烧温度为35(T800°C，焙烧时间控制在2^10h,自然冷却后即完成催化剂的制备。步骤(2)中所述的可溶性铜盐选用硝酸铜、硫酸铜、醋酸铜或氯化铜中的一种或两种以上任意混合物；所述的可溶性钴盐选用硝酸钴、醋酸钴、草酸钴、硫酸钴或氯化钴中的一种或两种以上任意混合物；所述的可溶性铈盐选用硝酸铈、硫酸铈、醋酸铈或氯化铈中的一种或两种以上任意混合物。步骤(2)中所述的可溶性锰盐选用硝酸锰、醋酸锰、硫酸锰、酸式磷酸锰或氯化锰中的一种或两种以上任意混合物；可溶性铁盐选用硝酸铁、醋酸铁或氯化铁中的一种或两种以上任意混合物；可溶性镍盐选用硝酸镍、醋酸镍、硫酸镍或氯化镍中的一种或两种以上任意混合物。催化剂的活性测试方法为取煅烧后的催化剂装填在石英玻璃管中(直径8mm)，催化剂的床层温度控制为100°C、150°C、180°C、220°C、250°C、300°C，反应温度由管式电阻炉通过程序控温仪控制。混合气体模拟烟气组成，由相应的钢瓶提供。烟气中包括NO、02、N2，还原剂为C3H6，相应混合气体所占比例为CNQ=CC3H6=600ppm，CQ2=6%，剩余的用N2作为载气，体积空速为500( '以NO的初始浓度与出口 NO浓度之差与NO初始浓度的比值来作为NO的转化率，而NO的转化率是评价催化剂活性的标准。本专利技术制备的催化剂制备方法简单、能耗低、活性起始温度较低、原料廉价易得且对环境无二次污染。在不存在水蒸气的情况下，反应温度为220°C时NO的转化率最高，能达到75%以上；当反应混合气中含有200ppm的SO2或20%vol的水蒸气存在的情况下，220°C时NO的转化率仍为70%左右。这说明本专利技术的催化剂具有良好的催化活性、抗中毒性能良好和水热稳定性好。附图说明以下将结合附图对本专利技术作进一步说明图I是实例I制得的催化剂脱硝活性随温度变化的曲线。图2是实例I制得的催化剂抗中毒实验脱硝活性测试曲线。具体实施方式实例I原料计算 称量载体质量，测定载体的吸水率，根据催化活性组质量为载体质量的8%，计算出活性组分前驱体的添加量。具体操作步骤 (1)将蜂窝陶瓷载体浸溃到质量百分含量为5%的HNO3溶液中，置于电阻炉上加热并持续沸腾5min，自然冷却后用蒸馏水洗涤至pH=5，放入60°C烘箱中干燥24h待用； (2)取催化剂活性组分前驱体硝酸铜、硝酸钴和硝酸铈，其中Cu/Co/Ce的元素的摩尔比为1:3:2，溶解于体积等于载体总孔体积的去离子水中，用磁力搅拌器搅拌2min，使之完全溶解； (3)将步骤⑴得到的载体浸溃于步骤⑵得到的活性组分前驱体溶液中，静置15min，于60°C下干燥2h，再放入马弗炉中焙烧，焙烧温度为350°C，焙烧时间为10h，自然冷却后即完成丨隹化剂的制备。催化剂的活性测试方法取煅烧后的催化剂装填在石英玻璃管中，反应温度由管式电阻炉通过程序控温仪控制。混合气体模拟烟气组成，由相应的钢瓶提供。相应混合气体所占比例为CNQ=CC3H6=600ppm，CQ2=6%，剩余的用N2作为载气，体积空速为500( '测得的活性结果如附图I所示，220°C时NO的转化率可达到75. 4%。抗中毒实验脱硝活性测试方法将催化剂装填在石英玻璃管中(直径8_)，控制温度220°C。混合气体模拟烟气组成，由相应的钢瓶提供。烟气中包括NO、02、N2，还原剂为C3H6,相应混合气体所占比例为CNQ=CC3H6=600ppm，C02=6%, CSQ2=200ppm，剩余的用N2作为载气，体积空速为500( '结果如图2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种丙烯选择还原NO的复合脱硝催化剂，其特征在于包括载体和催化活性组分，所述载体为蜂窝陶瓷、分子筛、硅胶载体、活性碳纤维、硅藻土、陶瓷板或金属合金；所述催化活性组分为铜钴铺复合氧化物，其中铜、钴和铺元素的摩尔比为1:0. 1^3:0. 1 2。2.根据权利要求I所述的复合脱硝催化剂，其特征在于以载体的质量为基准，所述催化剂活性组分的含量为8% 30%。3.根据权利要求I所述的复合脱硝催化剂，其特征在于还包括助剂，所述助剂为Mn、Fe和Ni的氧化物中的一种或两种以上的任意组合；以载体的质量为基准，所述助剂的含量为0 6%。4.权利要求I所述的一种丙烯选择还原NO的复合脱硝催化剂的制备方法，其特征在于具体步骤如下 (1)将载体浸溃到质量百分含量为5 20%的HNO3溶液或HCl溶液中，置于电阻炉上加热并持续沸腾5 15min，自然冷却后用蒸馏水洗涤至pH=5 7，放入6(TlO(TC烘箱中干燥24 48h待用； (2)取催化剂活性组分前驱体和助剂前驱体催化剂活性组分前驱体为可溶性铜盐、可溶性钴盐与可溶性铈盐，助剂前驱体为可溶性锰盐、可溶性铁盐与可溶性镍盐，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：祝社民，邵萍，沈岳松，沈树宝，苏云，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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