一种纳米锰基氧化物低温脱硝催化剂及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112774688A(43)申请公布日2021.05.11(21)申请号201911087328.0(22)申请日2019.11.08(71)申请人四川大学地址610065四川省成都市武侯区一环路南一段24号(72)发明人储伟康辉王佳杰(51)Int.Cl.B01J23/889(2006.01)B01J35/10(2006.01)B01D53/86(2006.01)B01D53/56(2006.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称一种纳米锰基氧化物低温脱硝催化剂及其应用(57)摘要本发明公开了一种纳米锰基氧化物低温脱硝催化剂及其应用，属于化学工程和环境保护领域。该催化剂为采用低温固相氧化还原法合成的一种纳米级、大比表面积锰基氧化物，组分构成为镍与锰的摩尔含量比为0.001:1～2:1；其制备方法：以镍盐、锰盐为前驱体，进行固相研磨混合均匀后，在反应炉中一定温度下反应适当时间，固相残余物经洗涤、干燥后得到黑色固相产物，经过研磨、筛分得到成品SCR催化剂；本发明制备的锰基氧化物催化剂，制备过程废水产生量低。将该催化剂用于烟气脱硝，低温脱硝效率高；在100～200℃，常压，30000ml/g·h空速下，混合气中的NO转化率可达到99％以上或100％；在更大空速下，200℃时也能保持98.6％的NO转化率。CN112774688ACN112774688A权利要求书1/1页1.一种纳米锰基氧化物低温脱硝催化剂及其应用，其特征在于，所述锰基氧化物为采用低温固相氧化还原法制备的一种纳米级、大比表面积锰基氧化物，以高锰酸钾为氧化剂，适当比例的醋酸锰和醋酸镍作为还原剂，研磨混合充分，发生低温氧化还原反应，经洗涤、干燥得到的锰基氧化物催化剂；用于烟气催化脱硝效果好，低温催化脱硝效率高，在100～200℃反应，常压、30000ml/g·h空速，混合原料气中的NO转化率可达到99％以上。2.权利要求1所述的纳米锰基氧化物低温脱硝催化剂及其应用，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：(1)原料混合：将醋酸镍和锰盐混合，醋酸镍与锰盐摩尔比为0.001:1～2:1进行原料混合，得到混料，研磨足够时间使混合均匀；其中，锰盐中包括A组分和B组分，A组分为醋酸锰，B组分为高锰酸钾；A组分和B组分的混合比例按各组分提供的锰元素摩尔比控制在2:1～4:1之间；(2)低温固相氧化还原反应：将步骤(1)得到的混料，在空气气氛下一定温度(60～150℃)反应适当时间，得到半成品SCR催化剂；(3)洗涤：将步骤(2)得到的半成品SCR催化剂用水洗涤至洗出液无色透明且呈中性，将得到的黑色产物置于烘箱中进行干燥；(4)制成成品催化剂：将步骤(3)得到的固相产物进行研磨、筛分，得到成品锰基氧化物催化剂。3.根据权利要求1所述的纳米锰基氧化物低温脱硝催化剂及其应用，其特征在于，锰盐A组分与B组分各自提供的锰元素摩尔比为2:1～4:1，镍盐与锰盐摩尔量比为0.001:1～2:1。4.根据权利要求1所述的纳米锰基氧化物低温脱硝催化剂及其应用，制备的纳米锰基氧化物低温脱硝催化剂用于NH3-SCR反应，反应温度控制在100～200℃，可有效选择性催化还原去除烟气中的氮氧化合物。2CN112774688A说明书1/6页一种纳米锰基氧化物低温脱硝催化剂及其应用技术领域[0001]本发明涉及化学工程和环境保护领域，具体涉及一种大气污染物治理技术领域所使用的催化剂及其应用，更为具体地说，是涉及一种通过固相界面反应方法制备的复合金属氧化物新型高效催化剂，用于低温烟气选择性催化还原脱硝(NH3-SCR)效果好。背景技术[0002]NOx对人类健康，还是生态环境都有极大的破坏作用。比如造成人的呼吸系统，神经系统的损伤；造成臭氧层空洞，光化学烟雾以及酸雨等问题。随着国家对环保事业的重视，针对不同行业发布了其行业大气污染物排放标准。由于化石燃料的燃烧，高温环境空气中N2氧化以及相关化工行业排放，NOx的来源广，排放量大。但总体上可将其分为两类，移动源排放NOx和固定源排放NOx。[0003]现阶段，已经采用多种控制方式相结合的方式。如低NOx燃烧技术和NOx尾气处理相结合。低NOx燃烧技术随有一定作用，但是无法完全解决NOx排放问题。而NOx后处理，脱出效率最高，能耗最低的就是SCR技术，目前国际脱硝技术中，90％以上应用选择性催化还原脱硝法(SCR)，其中又以NH3-SCR为主。[0004]NH3-SCR涉及的主要反应如下：[0005]4NH3+4NO+O2→6H2O+4N2[0006]4NH3+6NO→6H2O+5N2[0007]对于固定源脱硝，目前工业应用最为广泛的还是V-Ti系催化剂，其在中温(300～400℃)阶