[发明专利]用于将NO氧化成NO2的催化剂及其制备方法以及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，特别是涉及一种用于将NO氧化成NO₂的催化剂及其制备方法以及使用方法。 

背景技术

由化石燃料燃烧产生的氮氧化物（NO_x）是大气主要污染物之一。NO_x对环境和人类健康有多种危害，包括酸雨、光化学烟雾、臭氧层耗散和温室效应等。针对NO_x的去除方法，目前最为广泛的控制方法是以钒钨钛系催化剂为基础的选择性催化还原技术（SCR）。该技术针对NO_x有着较高的脱除效率和较好的运行稳定性，但是仍存在着许多问题，如反应温度过高、占地面积大、需要氨作为还原剂，并容易产生由氨泄露造成的二次污染等。 

作为NO_x的主要排放源，燃煤锅炉产生的NO_x中有90～95%以NO的形式存在，因此，NO催化氧化技术（SCO）开始受到重视。SCO是指将烟气中大部分的NO氧化成化学性质更为活泼的NO₂的过程。利用SCO技术将烟气中的NO转化成更易溶于水的NO₂，可以在传统的烟气脱硫设备中实现与SO₂的同时吸收。 

在已有的技术中，铂基催化剂被证明对NO的催化氧化有较高的活性，但成本过高，环境适应能力差，且其对NO的氧化率一般不超过80%，极大的限制了它在商业上的应用。 

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种成本较低的用于将NO氧化成NO₂的催化剂。本发明一个进一步的目的是要提供一种催化效率高的用于将NO氧化成NO₂的催化剂。本发明另一个进一步的目的是要提供该催化剂的制备方法以及使用方法。 

按照本发明的一个目的，本发明提供了一种用于将NO氧化成NO₂的催化剂，所述催化剂包括载体和活性组分，所述载体为包含锐钛矿型二氧化钛和金红石型二氧化钛的混晶型二氧化钛，所述活性组分为含有锰元素的氧化物。 

在一种实施方式中，所述载体中包含的锐钛矿型二氧化钛和金红石型二氧化钛的质量比可以为0.25:1～3:1。 

在一种实施方式中，所述锰元素相对于所述载体的质量分数可以为5～40%。进一步，可以优选为15～20%。 

在优选的实施方式中，本发明催化剂的载体中包含的锐钛矿型二氧化钛和金红石型二氧化钛的质量比可以为0.25:1～3:1，所述锰元素相对于所述载体的质量分数可以为20%。 

按照本发明的另一个目的，本发明还提供了一种催化剂的制备方法，包括 

提供载体，所述载体为包含锐钛矿型二氧化钛和金红石型二氧化钛的混晶型二氧化钛； 

将锰盐担载在所述载体上； 

将担载了所述锰盐的所述载体进行煅烧，得到所述催化剂。 

在一种实施方式中，所述载体中锐钛矿型二氧化钛和金红石型二氧化钛的质量比可以为0.25:1～3:1。 

在一种实施方式中，担载在所述载体上的所述锰盐中含有的锰元素与所述载体的质量比可以为5～40%。进一步，可以优选为15～20%。 

在一种实施方式中，煅烧所述载体的煅烧温度可以为200～450℃。进一步，可以优选为300℃。 

进一步地，可以通过浸渍法、沉淀法、直接蒸发法、机械合成法或水热合成法中的一种方法将所述锰盐担载在所述载体上。 

按照本发明的再一个目的，本发明提供了一种去除气体中NO的方法，包括： 

提供本发明前述的任一种催化剂； 

将所述催化剂置于所述气体中，提供O₂与所述气体中的NO在250～350℃的温度下发生氧化反应形成NO₂。 

进一步地，所述氧化反应可以在290～310℃的温度下发生。 

本发明的催化剂由于以锰的氧化物和混晶型二氧化钛为催化剂主要成分，两种物质原料廉价易得，且对环境无毒无害，具有很好的应用前景。 

本发明的催化剂反应活性温度窗口宽，可以在较宽的温度范围内实现理想NO氧化效率。测试表明，本发明的催化剂能够实现NO高氧化效率，最高可以实现90%的NO氧化率。 

进一步地，本发明的催化剂将NO转化成更易溶于水的NO₂，可以在传统 的烟气脱硫设备中实现与SO₂的同时吸收。