一种整体式蜂窝低温SCR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(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108295865A(43)申请公布日2018.07.20(21)申请号201810172992.4(22)申请日2018.03.02(71)申请人河北工业大学地址300130天津市红桥区丁字沽光荣道8号河北工业大学东院330#(72)发明人王菲朴宇昂梁金生解智博王雨林张泽(74)专利代理机构天津翰林知识产权代理事务所(普通合伙)12210代理人胡安朋(51)Int.Cl.B01J23/889(2006.01)B01J35/04(2006.01)B01D53/90(2006.01)B01D53/56(2006.01)权利要求书2页说明书9页(54)发明名称一种整体式蜂窝低温SCR脱硝催化剂及其制备方法(57)摘要本发明一种整体式蜂窝低温SCR脱硝催化剂及其制备方法，涉及包含金属氧化物的催化剂，由以质量百分比计1～10%改性纳米矿物纤维、80～98%的TiO2与1～10%的金属氧化物Fe2O3-MnO2、CuO-MnO2或CeO2-MnO2组成，每个蜂窝状通孔孔道的孔口为边长1～2cm正方形，孔道壁厚0.3～0.5cm，孔道长度10～15cm，通孔个数1200，蜂窝状通孔孔道互穿插成气体通道，低温范围为200℃～100℃，采用阴离子改性纳米纤维矿粉对Mn基催化剂进行复合改性，克服了现有技术中尚没有在200℃以下达到较高脱硝效率的低温SCR脱硝催化剂的缺陷。CN108295865ACN108295865A权利要求书1/2页1.一种整体式蜂窝低温SCR脱硝催化剂，其特征在于：其中，SCR脱硝催化剂的活性成分由以质量百分比计为1～10%改性纳米矿物纤维、80～98%的TiO2与1～10%的金属氧化物Fe2O3-MnO2、CuO-MnO2或CeO2-MnO2组成，蜂窝陶瓷载体的整体尺寸为26.3～50.5cm×26.3～50.5cm×10～15cm，每个蜂窝状通孔孔道的孔口为边长1～2cm的正方形，孔道的壁厚为0.3～0.5cm，孔道的长度为10～15cm，通孔个数为1200，蜂窝状通孔孔道互相穿插形成气体通道，所述低温范围为200℃～100℃。2.一种整体式蜂窝低温SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于具体步骤如下：第一步，制备钛-金属氧化物溶胶：采用钛酸四丁脂为钛源，与无水乙醇混合,钛酸四丁酯与无水乙醇的体积比为1:4，在混合过程中加入硝酸锰以及硝酸铁、硝酸铜或硝酸钴中的任意一种硝酸盐，硝酸锰与硝酸铁、硝酸铜或硝酸钴中的任意一种硝酸盐的摩尔质量比为1:1，形成溶胶体系，并在该溶胶体系中加入质量百分比浓度为95%的浓硝酸和纯醋酸，该浓硝酸与纯醋酸的体积比为1:10，将该溶胶体系的pH值调至0.9～1，由此制得钛-金属氧化物溶胶；第二步，制备改性纳米矿物纤维：采用阴离子表面活性剂对纳米矿物纤维进行改性处理，将原料纳米矿物纤维加入10倍于其质量的去离子水中，并加入质量比为1～5%的阴离子表面活性剂，搅拌1h，抽滤后干燥，制得改性纳米矿物纤维；第三步，制备钛-金属氧化物与改性纳米矿物纤维的溶胶悬浊液：将上述第二步制得的改性纳米矿物纤维加入到上述第一步制得的钛-金属氧化物溶胶中，该改性纳米矿物纤维的加入量为钛-金属氧化物溶胶质量的5～10%，在分散机中以150～300转/分钟转速持续搅拌12～24小时，由此形成钛-金属氧化物与改性纳米矿物纤维的溶胶悬浊液；第四步，制备蜂窝状陶瓷胚体：以堇青石或高岭土为主体，按质量比10∶1掺入氧化钙、滑石、粘土、硅藻土或膨胀土中的任意三种，这三种矿物的掺入量分别为掺入总量的三分之一，进行真空炼泥后用液压挤出，机压制成蜂窝状陶瓷胚体，然后在温度控制在80～120℃条件下烘干，由此制得整体尺寸为26.3～50.5cm×26.3～50.5cm×10～15cm，每个蜂窝状通孔孔道的孔口为边长1～2cm的正方形，孔道的壁厚为0.3～0.5cm，孔道的长度为10～15cm，通孔个数为1200，蜂窝状通孔孔道互相穿插形成气体通道的蜂窝状陶瓷胚体；第五步，浸渍蜂窝状陶瓷胚体：将上述第四步制得的蜂窝状陶瓷胚体浸渍在上述第三步制得的钛-金属氧化物与改性纳米矿物纤维的溶胶悬浊液中，温度控制在室温25℃，浸渍时间为1～2小时，由此完成浸渍蜂窝状陶瓷胚体；第六步，制备整体式蜂窝低温SCR脱硝催化剂：将上述第五步完成浸渍钛-金属氧化物与改性纳米矿物纤维的溶胶悬浊液后的蜂窝状陶瓷胚体取出，在450～500℃条件下焙烧并退火5～7h，升温速率为5～10℃/分钟，退火速2+3+4+率5～10℃/分钟，形成锐钛矿型TiO2，Mn转化成Mn和Mn，由此制得整体式蜂窝低温SCR脱硝催化剂，其中，SCR脱硝催化剂由以质量百分比计1～10%改性纳米矿物纤维、80～98%的Ti