[发明专利]锡锰钛催化剂及其制备方法、应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锡锰钛催化剂及其制备方法、应用方法，属于气体净化处理领域。 

背景技术

含氯挥发性有机物（Chlorinated Volatile Organic Compounds, CVOCs）是指在常温下易挥发，沸点在50℃～260℃之间的含氯有机物，且大多数CVOCs具有较好的化学稳定性和热稳定性，难以分解或被生物降解，成为环境污染治理中难处理的一类持久性有机污染物。 

CVOCs大部分都含有稳定的苯环结构，并且芳环上含有取代氢的氯原子，工业上常用的直接焚烧法、生物降解法等技术难以有效消除低浓度的CVOCs，还可能产生有毒中间体及副产物，是剧毒物质二噁英的前驱体。催化燃烧技术由于能耗低、容易控制以及选择性好等优点，被认为是目前最有效的一种CVOCs消除技术。 

锰系催化剂在催化分解CVOCs时表现出优异的催化性能，但由于CVOCs在分解过程中产生的氯离子极易吸附在活性Mn上致使催化剂中毒，因而锰系催化剂在其工业化进程中受到了极大阻碍。例如，Finocchio等认为MnO_x-TiO₂催化剂只适用于消除氮氧化物以及不含氯元素的挥发性有机污染物。 

因此，有必要提供一种在低温下具有高活性和高抗氯中毒能力且使氯代芳烃排放浓度满足国家标准的催化剂。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种锡锰钛催化剂及其制备、应用方法，该催化剂抗氯中毒能力好，在催化分解含氯挥发性有机物时低温稳定性良好，而且所述催化剂在NH₃还原NO_x时也有良好的催化性能。 

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为： 

锡锰钛催化剂的制备方法，包括有以下步骤：

1）向SnCl₂·2H₂O、Mn(NO₃)₂和Ti(SO₄)₂混合物水溶液中加入沉淀剂和分散剂，在20℃～90℃下充分搅拌5 h～15 h，得到褐色沉淀和母液；

2）将沉淀物在母液中继续老化0.5 h～2 h，过滤后用水洗涤至滤液呈中性为止，沉淀物干燥后在空气中焙烧得到锡锰钛复合氧化物催化剂。

按上述方案，步骤1）所述Mn(NO₃)₂和Ti(SO₄)₂的物质的量之比为（0.1～2）:1， Mn(NO₃)₂和Ti(SO₄)₂的物质的量之和与SnCl₂·2H₂O的物质的量之比为1.00：(0.01～2.00)。 

按上述方案，步骤1）所述的沉淀剂为尿素，其添加量为沉淀所有Ti⁴⁺、Mn²⁺、Sn²⁺离子所需尿素量的5倍～25倍；所述的分散剂为聚乙二醇，根据所配溶液体积适量添加，以SnCl₂·2H₂O、Mn(NO₃)₂和Ti(SO₄)₂混合物的总质量的0.2-1倍为宜；所述水的量能充分混合SnCl₂·2H₂O、Mn(NO₃)₂和Ti(SO₄)₂和沉淀剂、分散剂即可，以SnCl₂·2H₂O、Mn(NO₃)₂和Ti(SO₄)₂混合物的总质量的5-15倍为宜。 

按上述方案，步骤2）所述的干燥条件为60℃～120℃下干燥6 h～12 h。 

按上述方案，步骤2）所述的焙烧条件为以1～20℃/min升温至300～600℃焙烧4 h～20 h。 

上述制备方法得到的锡锰钛催化剂。 

上述制备方法得到的锡锰钛催化剂用于催化氧化挥发性氯代芳烃类化合物以及催化消除氮氧化物的应用。