具有纳米核壳结构的SCR低温脱硝催化剂及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102335604A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102335604A(43)申请公布日2012.02.01(21)申请号201110204380.7(22)申请日2011.07.21(71)申请人上海大学地址200444上海市宝山区上大路99号(72)发明人施利毅张登松颜婷婷钱一磊高瑞华李红蕊(74)专利代理机构上海上大专利事务所(普通合伙)31205代理人顾勇华(51)Int.Cl.B01J23/34(2006.01)B01J35/02(2006.01)B01D53/86(2006.01)B01D53/56(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称具有纳米核壳结构的SCR低温脱硝催化剂及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种具有纳米核壳结构的SCR低温脱硝催化剂及其制备方法，属环保催化材料领域。本方法不同于传统的浸渍法，是将纳米碳管（CNTs）、锰盐、铈盐通过一步化学溶剂热法得到活性组分高分散、高表面积的MnOx/CeO2@CNTs纳米核壳结构。该催化剂包括载体CeO2@CNTs核壳复合纳米结构，活性组分MnO2和CeO2。其中CeO2既作为载体，进一步丰富MnOx的价态，提高MnOx的抗硫性，又作为活性组分，可以强化NO向NO2的转化，提高脱硝催化活性。本发明制备的催化剂在120-250oC的烟气中具有优异的氮氧化物脱除效率，较高的N2选择性。本发明的催化剂可应用于燃煤电厂、垃圾焚烧炉、锅炉等排放烟气中的氮氧化物的氨选择性催化还原去除。CN1023564ACCNN110233560402335613A权利要求书1/1页1.一种具有纳米核壳结构的SCR低温脱硝催化剂的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：（1）催化剂的制备：将锰盐、铈盐溶于吡啶溶液中，按一定比例纳米碳管加入吡啶溶液中，超声0.2-1h使其充分分散，160-190oC吡啶溶剂热反应1-3d，离心洗涤，用去离子水将o样品洗至中性，在60C烘干得到纳米核壳结构的MnOX/CeO2@CNTs催化剂；所述的锰盐、铈盐为其硝酸盐，硫酸盐，氯盐或有机盐；（2）催化剂的活化：将步骤（1）所得的催化剂置于管式炉中，先通入氮气吹扫半个小时，继续通入氮气，在氮气气氛保护下，以1-10oC/min升温至500-700oC，保温4-8小时，最后随炉温冷却至室温，得到所述的纳米核壳结构的SCR低温脱硝催化剂。2.一种具有纳米核壳结构的SCR低温脱硝催化剂，其特征在于本催化剂是一种具有纳米核壳结构的MnOX/CeO2@CNTs催化剂，活性组分均匀包覆在CNTs表面。3.根据权利要求2所述的一种具有纳米核壳结构的SCR低温脱硝催化剂，其特征在于催化剂的载体为：CeO2@CNTs纳米核壳结构；CNTs的质量分数为5%-60%；活性组分为：MnOX和CeO2，其中MnOX为MnO2，Mn3O4，Mn2O3中的一种或几种的混合物，Mn/(Mn+Ce)元素的摩尔比为0.1-0.5。4.根据权利要求3所述的一种具有纳米核壳结构的SCR低温脱硝催化剂，其特征在于所述的CNTs为多壁或单壁纳米碳管。2CCNN110233560402335613A说明书1/4页具有纳米核壳结构的SCR低温脱硝催化剂及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种环保催化剂，尤其是烟气中氮氧化物的低温选择性催化还原脱硝催化剂及其制备方法。背景技术[0002]燃煤电厂、锅炉燃烧烟气排放的氮氧化物（NOx）是引起酸雨、光化学烟雾等破坏生态环境和损害人体健康的主要污染物之一，对大气造成了极大的污染。如何有效地消除NOx（脱硝）已成为目前大气污染治理的重点和难点。在烟气排放物NOx中，NO含量占90%以上，故NO的还原转化是烟气脱硝的关键。氨选择性催化还原（NH3-SCR）是目前国际上应用最广泛的主流烟气脱硝技术，在催化剂的作用下，NO与还原剂NH3发生如下反应：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O。传统NH3-SCR脱硝技术主要基于钒钛系催化剂，其工作温度为300-400℃，在低温下不具备良好的催化活性。因此，这种催化剂需将脱硝装置需置于脱硫和除尘装置之前，以满足工作温度的需要，但催化剂受到高浓度烟尘的冲刷、磨损和飞灰中杂质的污染，同时高温导致催化剂烧结，高浓度SO2致使催化剂中毒、失活。[0003]而低温脱硝催化剂可以在能耗比较低的情况下，把催化装置置于脱硫和除尘装置之后。可以避免烟尘对催化剂的影响，又可利用烟气自身的热量实现SCR催化。目前低温NH3-SCR脱硝催化剂主要包括贵金属和过渡金属氧化物两大类。贵金属催化剂在低温下具有良好的催化活性，但其活性温度窗口较窄，选择性较差，另外其储量有限，造价昂贵。过渡金属中常用的是锰基催化剂，MnOx在低