一种铜铁复合蜂窝涂覆式脱硝催化剂及其制备方法和应用.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CN109499607A(43)申请公布日2019.03.22(21)申请号201811344553.3B01J37/02(2006.01)(22)申请日2018.11.13B01J37/08(2006.01)B01D53/86(2006.01)(71)申请人中节能万润股份有限公司B01D53/56(2006.01)地址264006山东省烟台市市辖区烟台经济技术开发区五指山路11号(72)发明人刘晓玲周振垒王瑞强孟凡民袁鹄徐永贞李全升(74)专利代理机构烟台智宇知识产权事务所(特殊普通合伙)37230代理人李增发(51)Int.Cl.B01J29/76(2006.01)B01J29/85(2006.01)B01J29/46(2006.01)B01J35/04(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称一种铜铁复合蜂窝涂覆式脱硝催化剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开一种铜铁复合蜂窝涂覆式脱硝催化剂及其制备方法和应用。本发明以离子交换法或浸渍法制备的铜基分子筛为活性组分，添加聚合硅酸铁为助催化组分，以蜂窝堇青石陶瓷块为载体，以铝溶胶为粘结剂。本发明所得催化剂以真空涂覆法制备，操作简单，涂覆过程不易堵孔，易于规模化生产；涂层负载量大，且活性组分涂覆的牢固度高；铜铁双金属之间形成良好的协同催化作用，不仅提高了催化剂的脱硝活性，而且提高了催化剂的抗H2O和抗SO2性能。本发明所得催化剂在220~510℃范围内的脱硝效率在90%以上，在移动源和固定源脱硝方向具有良好的应用前景。CN109499607ACN109499607A权利要求书1/2页1.一种铜铁复合蜂窝涂覆式脱硝催化剂，其特征在于：以堇青石蜂窝陶瓷为载体，载体表面涂覆活性涂层，所述活性涂层的活性组分为铜盐改性的分子筛，助催化组分为聚合硅酸铁；其组分按重量份数包括：7.5～15份铜盐改性的分子筛、0.5～2.5份聚合硅酸铁、7.5～15份拟薄水铝石、5～10份硝酸、70～80份堇青石、1.5～3.5份表面活性剂。2.根据权利要求1所述的铜铁复合蜂窝涂覆式脱硝催化剂，其特征在于，所述铜盐改性的分子筛通过离子交换法或浸渍法改性得到，改性所用铜盐包括乙酸铜、硝酸铜或硫酸铜中的一种，其中改性分子筛中铜元素为1～10wt.％。3.根据权利要求1所述的铜铁复合蜂窝涂覆式脱硝催化剂，其特征在于，所述堇青石的孔密度为200～800目。4.根据权利要求1所述的铜铁复合蜂窝涂覆式脱硝催化剂，其特征在于，被铜盐改性的分子筛为硅铝酸盐分子筛或硅铝磷酸盐分子筛，其类型为氢型或铵型，分子筛拓扑结构为AFX、CHA、BEA或MFI。5.根据权利要求4所述的铜铁复合SCR蜂窝式脱硝催化剂，其特征在于，所述的硅铝酸盐分子筛中SiO2/Al2O3的摩尔比为10～40：1；所述硅铝磷酸盐分子筛中硅的质量分数为5～12％。6.根据权利要求1所述的铜铁复合蜂窝涂覆式脱硝催化剂，其特征在于，所述表面活性剂为聚乙二醇-4000和聚乙二醇-400中的一种或任意比例的两种。7.权利要求1所述的铜铁复合蜂窝涂覆式脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)活性组分制备：将7.5～15份拟被改性的分子筛加入到铜盐溶液中，60～100℃下保温反应1～4h，过滤，100～120℃干燥3～6h，500～600℃焙烧3～5h；或将分子筛加入到铜盐溶液中，在15～40℃下浸渍2～12h，100～120℃干燥3～6h，500～600℃焙烧3～5h，得到铜盐改性的分子筛，即铜基分子筛；(2)载体预处理：将堇青石放入3～10wt.％酸溶液中浸泡2～8h，以去离子水淋洗至中性，100～120℃干燥3～6h；(3)粘结剂制备：将7.5～15份拟薄水铝石和1.5～3.5份表面活性剂加入到聚合硅酸铁溶液中，该聚合硅酸铁溶液的浓度以Fe计为0.2～2.5wt.％，10～80℃下搅拌0.5～2h后，再加入5～10份硝酸，10～80℃下搅拌0.5～2h制备得铝溶胶；(4)活性组分浆料制备：将步骤(1)所得活性组分球磨后，加入步骤(3)所得铝溶胶浆料中，10～80℃下搅拌1～2h；(5)活性组分涂覆：将步骤(2)所得堇青石块放入陶瓷空腔，用抽真空法将步骤(4)所得铝溶胶浆料吸入堇青石孔道中，取出后吹尽孔道残液，100～120℃干燥3～6h，500～600℃焙烧3～5h；根据需要重复涂覆1～3次；涂覆率按如下公式计算：其中ω为催化剂涂覆率，m0为空白载体质量，m1为焙烧后涂覆有催化剂的样品总质量。8.根据权利要求7所述的铜铁复合蜂窝涂覆式脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步2CN109499607A权利要求书2/2页骤(2)中所述酸溶液为硫酸、醋酸、草酸和