[发明专利]烟气脱硝用的氧化钛分子筛整体型催化剂

权利要求书

1.本发明为掺杂的Hollandite型氧化钛整体型催化剂，其特征是以堇青石蜂窝陶瓷材料为基体，以γ-Al₂O₃为载体，先负载Anatase晶型TiO₂粉末，在负载活性组分骨架钒离子(V⁵⁺)的Hollandite结构的氧化钛(V-HOL)。其中γ-Al₂O₃和TiO₂的含量分别为5～15wt％和5～10wt％，V-HOL为5～20wt％，V/Ti的摩尔比在0～0.20之间。

2.权利要求1中所述的高效脱硝整体型催化剂，其特征在于其制备方法如下：称取一定量的V-HOL催化剂，加入一定比例的去离子水和粘合剂，高速球磨1～24h，得到一定浓度的V-HOL浆液。将含涂层γ-Al₂O₃和锐钛矿晶型TiO₂的蜂窝堇青石陶瓷样品浸渍在上述配制好的V-HOL浆液中，浸渍0.5～5min后取出，吹尽孔道中的残液，在空气中阴干后80～130℃干燥2～24h，在200～800℃空气下焙烧1～24h，得到本发明的高效脱硝整体型催化剂。

3.权利要求2中V-HOL催化剂的制备方法，其特征在于采用氧化还原-回流法合成：

氧化还原-回流法主要步骤是：按照一定的摩尔比，将四价钛盐、强氧化剂、可溶性的钒盐溶液混合，生成的黑色沉淀物在90～100℃的水溶液中剧烈搅拌回流12～48h后，过滤、洗涤，在100～150℃干燥10～24h，然后在200～800℃焙烧得到V-HOL催化剂。

4.根据权利要求2所述的含涂层γ-Al₂O₃和锐钛矿晶型TiO₂的蜂窝堇青石陶瓷样品的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)含涂层γ-Al₂O₃的蜂窝堇青石陶瓷样品的制备方法

称取一定量的水铝石，加入一定比例的尿素或氨水，用一定浓度的硝酸溶液溶解，搅拌均匀后球磨1～5h，得到一定浓度的γ-Al₂O₃浆液。将预先处理好的堇青石蜂窝陶瓷浸渍在配制好的上述γ-Al₂O₃浆液中，浸渍1～5min后取出，吹尽孔道中的残液，阴干后80～130℃干燥2～10h，然后在500℃焙烧2～8h，得到负载第一载体γ-Al₂O₃的堇青石蜂窝陶瓷样品。

(2)含涂层γ-Al₂O₃和锐钛矿晶型TiO₂的蜂窝堇青石陶瓷样品的制备方法将一定量钛酸四丁酯或乙醇钛溶于无水乙醇中，搅拌1～30min后加入一定量浓硝酸，再加入乙醇/水溶液，剧烈搅拌30～60min，得到透明的TiO₂溶胶。将权利要求2(1)涂覆γ-Al₂O₃堇青石蜂窝陶瓷样品浸渍到上述制备的TiO₂溶胶中，浸渍1～5min后取出，吹出孔道中的残液，阴干后在80～130℃干燥1～12h，TiO₂涂覆量可以通过重复上述浸渍-干燥过程数次决定，然后将样品程序升温到500℃焙烧2～10h，得到含涂层γ-Al₂O₃和锐钛矿晶型TiO₂的堇青石蜂窝陶瓷样品。

5.权利要求1中高效脱硝整体型催化剂，其特征在于V-HOL具有Hollandite-型的结构，孔道尺寸约为0.46nm×0.46nm，钛的氧化态不低于+3.3，钒以V⁵⁺存在于氧化钛的骨架。

6.权利要求2中所述的粘合剂为硅酸盐、氧化铝或碳酸锆铵等无机粘合剂，粘合剂与掺杂钒氧化钛的重量比在1～50％之间。

7.权利要求3中的二价钛盐为硫酸钛(TiSO₄)、二氯化钛(TiCl₂)、硝酸钛(Ti(NO₃)₂)或乙酸钛(Ti(CH₃COO)₂)中的一种或多种，其溶液中钛浓度为0.1～5.0mol/l。