本发明专利技术涉及一种铁铈钛复合氧化物催化剂，所述催化剂具有如下化学组成：FeCeaTiOx，a大于0而小于等于1.6。本发明专利技术还公开了上述催化剂的制备方法。所述方法包括如下步骤：（1）配制Fe源、Ce源和Ti源溶液，将Fe源、Ce源和Ti源溶液混合均匀，得到混合溶液；（2）向混合溶液中加入过量尿素沉淀剂，使Fe、Ce和Ti离子沉淀完全，将得到的沉淀产物抽滤，洗涤，干燥，焙烧，得到所述铁铈钛复合氧化物催化剂。所述催化剂的低温活性明显提高，制备方法简单易行，用于氮氧化物的选择性催化还原（NH3-SCR）净化过程。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种铁铈钛复合氧化物催化剂、制备方法及其用途，所述催化剂用于氮氧化物的选择性催化还原净化过程。
技术介绍
氮氧化物(NOx)是大气污染气体主要成分之一，它可以造成酸雨和光化学烟雾，形成较高的地面臭氧浓度，也参与形成空气中的飘尘(PM2.5)。NOx包括N2O, NO, NO2, N2O3, N2O4,N2O5等多种氧化物。NOx的来源可以分为固定源和移动源:固定源主要是工业锅炉和燃煤电厂燃料的燃烧，是NOx排放的主要来源；移动源主要指机动车辆尾气排放。NOx对大气的污染是一个世界性的环境问题，它对大气的影响主要有NOx排放量和大气NOx浓度的快速增力口，将使我国大气污染的性质发生根本性的变化，导致一系列的城市和区域环境问题，对人体健康和生态环境构成巨大威胁。因此，如何有效去除NOx成为当今环境保护的重点课题。以NH3为还原剂选择性催化还原NOx (NH3-SCR)被广泛用于固定源和移动源NOx催化去除。由于目前常用的V2O5-WO3 (MoO3) /TiO2催化剂体系存在着低温SCR活性较差、高温时N2生成选择性下降以及活性组分V2O5具有生物毒性等缺点，开发高效稳定、环境友好的新型NH3-SCR催化剂成为环境催化领域的研究热点。本申请人的在先申请CN101380578公开了一种由氨水共沉淀法制备得到的铁钛复合氧化物催化剂(FeTiOx),该催化剂在中温段(20(T400°C )具有极为优异的NH3-SCR活性和抗H2O抗SO2中毒性能。但是，该催化剂体系仍存在着低温活性不足的缺点，不适合应用于固定源烟气排气温度较低或柴油车冷启动时尾气温度较低的工作条件。因此，需要通过对该催化剂进行改性以提高低温NH3-SCR活性。此外，以腐蚀性、挥发性较强的氨水做沉淀剂也不利于催化剂生产和工业应用，需要在制备方法上有所改进。`氧化铈作为一种常用的催化剂助剂，具有优异的储放氧性能和氧化还原性能，早期多被应用于汽油车尾气净化的三效催化剂(TWC)，近年来也作为催化剂助剂或催化剂活性组分用于NOx选择性催化还原反应。本申请人的在先申请(W02012O 719 71AI，CN102000560A, CN101791572A)中所公开的铈钛复合氧化物、铈钨复合氧化物催化剂体系，均在NH3-SCR典型操作条件下具有高的NOx净化效率。本申请人的在先申请CN102302930A公开了一种用于见13选择性催化还原NOx的过渡金属掺杂的铈钛复合氧化物催化剂。该专利技术中的催化剂是一种过渡金属(铁、钨、钥)掺杂的铈钛复合氧化物材料。以金属元素的摩尔比计，铈和钛的摩尔比为ο.Γι.0，掺杂的过渡金属和钛的比例为0.Γ0.5。该催化剂以Ce作为主要活性组分，以Fe、W或Mo作为催化剂助剂，虽然对高温段的SCR活性和N2生成选择性具有显著的促进作用，但是对200°C以下的低温段NOx净化效率提高并不明显，亟需开发一种新型的高效复合氧化物催化剂来满足固定源烟气排气温度较低或柴油车冷启动时尾气温度较低等工作条件下的低温NOx净化需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铁铈钛复合氧化物催化剂及其制备方法，所述催化剂的低温NH3-SCR活性明显提高，制备方法简单易行。为了达到上述目的，本专利技术采用了如下技术方案一种铁铈钛复合氧化物催化剂，所述催化剂具有如下化学组成FeCeaTiOx，a大于O而小于等于1.6。所述a优选O.1 O. 6，进一步优选O. 2。所述X的大小可以根据Fe、Ce、Ti和O的价态，在a值确定后，根据化合价态之和为O计算得到。所述a 为 O. 1,0. 2,0. 3,0. 4,0. 5,0. 6,0. 7,0. 8,0. 9,1. 0,1. 1、1· 2,1. 3,1. 4,1. 5、1. 6。当a=0时，即所述催化剂中不含有Ce，所述催化剂的化学组成为FeTiOx。一种铁铈钛复合氧化物催化剂的制备方法，所述方法包括如下步骤(I)配制Fe源、Ce源和Ti源溶液，将Fe源、Ce源和Ti源溶液混合均匀，得到混合溶液；(2)向混合溶液中加入过量尿素沉淀剂，使Fe、Ce和Ti离子沉淀完全，将得到的沉淀产物抽滤，洗涤，干燥，焙烧，得到所述铁铈钛复合氧化物催化剂。本专利技术以尿素代替氨水作为沉淀剂，以Ce为催化剂助剂，通过简单易行的均匀沉淀法制备了一系列铁铈钛复合氧化物催化剂(FeCeaTiOx, a大于O而小于等于1. 6)，并与用均匀沉淀法制备的未掺杂催化剂FeTiOx做了对比，发现铁铈钛复合氧化物催化剂在250°C以下的低温NH3-SCR活性明显提高。所述Fe源选自硝酸铁、硫酸铁、磷酸铁或氯化铁中的任意一种或者至少两种的混合物，优选硝酸铁。所述Fe源例如氯化铁和磷酸铁的混合物，磷酸铁和硫酸铁的混合物，硫酸铁和硝酸铁的混合物，氯化铁和硫酸铁的混合物，磷酸铁和硝酸铁的混合物，氯化铁、磷酸铁和硫酸铁的混合物，氯化铁、磷酸铁、硫酸铁和硝酸铁的混合物。所述Ce源选自硝酸铈、硝酸铈铵、氯化亚铈或硫酸铈中的任意一种或者至少两种的混合物，优选硝酸铈。所述Ce源选自硝酸铈和硝酸铈铵的混合物，硝酸铈和氯化亚铈的混合物，硝酸铈和硫酸铈的混合物，硝酸铈铵和氯化亚铈的混合物，硝酸铈铵和硫酸铈的混合物，氯化亚铈和硫酸铈的混合物，硝酸铈、硝酸铈铵、氯化亚铈和硫酸铈的混合物。所述Ti源选自四氯化钛、硫酸钛或钛酸四丁酯中的任意一种或者至少两种的混合物，优选硫酸钛。所述Ce源选自四氯化钛和硫酸钛的混合物，四氯化钛和钛酸四丁酯的混合物，硫酸钛和钛酸四丁酯的混合物，四氯化钛、硫酸钛和钛酸四丁酯的混合物。配制Fe源、Ce源和Ti源溶液，将Fe源、Ce源和Ti源溶液混合均匀，控制Fe与Ti元素的摩尔比为1: 1，Ce与Fe元素的摩尔比为a: 1，其中，a大于O而小于等于1. 6。 在均匀沉淀法中，用尿素作沉淀剂，沉淀Fe源(Ce源或Ti源)，理论上尿素与Fe源(Ce源或Ti源)的物质的量比为1:1时即可完全沉淀，由于尿素有可能存在不完全水解的问题，因此需要加入过量尿素。尿素发生水解，是一个缓慢释放氢氧根离子和碳酸根离子的过程，尿素的缓慢水解使得溶液中Fe离子(Ce离子或Ti离子)周围的反应物浓度不会发生太大的变化，相对于其他沉淀剂如氨水和碳酸氢铵等，更有利于氧化物前驱体颗粒均匀地沉淀。尿素/ (Fe 源 +Ce 源 +Ti 源)摩尔比为 8 12:1，例如 8.2:1,8.4:1,8.6:1,8.8: K9:1、9.2:1、9.4:1、9.6:1、9.8:1、10.2:1、10.6:1、10.8:1、11:1、11.4:1、11.8:1，优选 10:1。尿素/ (Fe源+Ce源+Ti源)摩尔比越大，尿素水解而释放出的氨量相应增多，溶液碱性增强，沉淀物的生成量也随之增加，沉淀更加完全，产率也逐渐增大。同时，沉淀的过饱和度增大，根据化学反应动力学理论，过饱和度增大，晶粒的生成速率越快，使得成核速度明显高于晶核的生长速度，有利于生成小粒径颗粒。当尿素/ (Fe源+Ce源+Ti源)摩尔比过大，沉淀物的增加量不显著，沉淀近乎完全，且浓度过高，浪费原料，增加成本。所述沉淀温度为80 100 V，例如 81 °C、83 °C、85 °C、87 °C、89 °C、91 °C、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铁铈钛复合氧化物催化剂，其特征在于，所述催化剂具有如下化学组成：FeCeaTiOx，a大于0而小于等于1.6。
【技术特征摘要】
1.一种铁铈钛复合氧化物催化剂，其特征在于，所述催化剂具有如下化学组成:FeCeaTiOx, a大于O而小于等于1.6。2.如权利要求1所述的铁铈钛复合氧化物催化剂，其特征在于，所述a优选0.1 0.6，进一步优选0.2。3.—种如权利要求1或2所述的铁铈钛复合氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: (1)配制Fe源、Ce源和Ti源溶液，将Fe源、Ce源和Ti源溶液混合均匀，得到混合溶液； (2)向混合溶液中加入过量尿素沉淀剂，使Fe、Ce和Ti离子沉淀完全，将得到的沉淀产物抽滤，洗涤，干燥，焙烧，得到所述铁铈钛复合氧化物催化剂。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述Fe源选自硝酸铁、硫酸铁、磷酸铁或氯化铁中的任意一种或者至少两种的混合物，优选硝酸铁； 优选地，所述Ce源选自硝酸铈、硝酸铈铵、氯化亚铈或硫酸铈中的任意一种或者至少两种的混合物，优选硝酸铈； 优选地，所述Ti源选自四氯化钛、硫酸钛或钛酸四丁酯中的任意一种或者至少两种的混合物，优选硫酸钛。5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，尿素/(Fe源+Ce源+Ti源)摩尔比为8 12:1，优选 10:1。6.如权利要求3-5之一所述的方法，其特征在于，所述沉淀温度为8(T10(TC，优选90 0C ； 优选地，所述沉淀的时间为8 15h，优选扩...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺泓，刘福东，连志华，谢利娟，郑惠文，单文坡，石晓燕，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：
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