[发明专利]一种高效铈钨氧化物催化剂的简易制备方法

说明书

技术领域

本发明公开一种催化剂制备方法，特别是一种用于催化净化氮氧化物的铈钨氧化物催化剂的制备方法，属于材料制备领域。

背景技术

氮氧化物(NO_x，主要指NO和NO₂)是一种重要的大气污染物，可以对人体健康尤其呼吸系统产生直接危害，并且可以引发酸雨、光化学烟雾和灰霾等重要环境问题。研究表明，我国NO_x排放量增长迅速，2010年排放量已达到26.1Mt，热电厂、工业和交通是主要NO_x排放源。根据预测，如果我国不能有效进行电厂脱硝，未来5至10年的NO_x排放量将会迅速增加，而如果不能有效控制重型柴油车的NO_x排放将会在未来很长时间内造成非常严重的后果。因此，有效控制NO_x排放是我国的重大战略需求。

NH₃选择性催化还原NO_x(NH₃-SCR)是一种广泛应用于以燃煤电厂为代表的固定源烟气脱硝和以柴油车为代表的移动源NO_x排放控制的技术。工业化应用的NH₃-SCR催化剂主要是以V₂O₅作为活性组分，以WO₃作为催化助剂，以TiO₂作为载体，制备的V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂。由于该催化剂中的活性组分钒有毒，且该催化剂具有热稳定性差、高温N₂O生成量大、容易氧化SO₂为SO₃等问题，虽然我国目前还允许钒基催化剂的生产和使用，但随着环境保护要求的提高和技术的进步，全面淘汰钒基催化剂也只是时间问题。因此，非常有必要开展非钒基NH₃-SCR催化剂的开发研究。

目前，世界范围内中、重稀土用量不断增加，而Ce等高丰度轻稀土元素大量积压。因此，Ce元素利用途径的开发对稀土资源的高效、合理利用具有非常重要的意义。已有专利(公开号CN102000560B)公开了一种以尿素为沉淀剂，采用均匀沉淀法制备的铈钨氧化物催化剂具有优异的NH₃-SCR催化性能，但其制备过程相对复杂，主要反应在液相中进行，且需要使用过量的沉淀剂，制备过程中会产生废水，沉淀剂分解会产生废气，溶液中残余的沉淀剂也将会产生污染和浪费。

发明内容

针对现有铈钨氧化物催化剂制备过程中存在的不足，本发明首次提供了一种极其简易的铈钨氧化物催化剂的制备方法。

一种高效铈钨氧化物催化剂的简易制备方法，采用固体研磨法，包括如下步骤：

(1)配制铈源和钨酸盐的混合固体，在常温条件下进行研磨；

(2)将所得固形物直接进行焙烧，得到所述铈钨氧化物催化剂。

步骤(1)中，所述的铈源选自硝酸铈、硝酸铈铵、氯化亚铈或硫酸铈中的至少一种。

步骤(1)中，所述的钨酸盐选自钨酸铵或仲钨酸铵中的至少一种。

步骤(1)中，所述的铈源和钨酸盐的摩尔比为0.2～2.0，优选0.5～2.0。

步骤(1)中，所述的混合研磨时间为0.5～1h。

步骤(2)中，所述的焙烧在空气气氛中进行，所述焙烧温度为400～800℃，优选400～600℃。

步骤(2)中，所述焙烧时间为1～24h，优选4～6h。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)所述制备方法极其简便，操作步骤少，历时短，成本低，且绿色、环保；

(2)使用该方法制备的铈钨氧化物催化剂在高空速环境下仍然可以表现出优异的催化性能，是一种非常高效的SCR催化剂；

(3)使用该方法制备的铈钨氧化物催化剂具有非常优异的N₂生成选择性；

(4)使用该方法制备的铈钨氧化物催化剂具有非常好的抗中毒能力和热稳定性能。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

实施例1

按照Ce/W摩尔比为1.0，在研钵中加入钨酸铵固体和硝酸铈固体，连续混合研磨0.5h，然后直接将所得固形物经马弗炉于500℃空气中焙烧5h制得粉末状催化剂，称为催化剂A。

实施例2