[发明专利]一种Fe2O3/Al2O3/堇青石催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于催化剂材料及其制备和应用领域，特别涉及一种Fe₂O₃/Al₂O₃/堇青石催化剂及其制备方法。

背景技术

目前工业烟气脱硝SCR工艺主要是用NH₃作还原剂来消除NO，常用的催化剂是V₂O₅-WO₃/TiO₂。其存在的主要问题是还原剂NH₃的成本较高且本身有一定毒性，工艺过程中NH₃的泄漏和未反应NH₃的排放会对环境造成污染；钒基催化剂成本较高、本身具有毒性、后处理易二次污染等问题。由于烃类化合物来源丰富，且在NO_X污染源中同时存在着烃类，以烃类为还原剂，可以实现共存污染物的同时消除。Fe、Cu、V、Ce等过渡金属氧化物催化剂价格低廉，常用于催化氧化—还原反应，但在现有的国内外文献报导中，过渡金属氧化物类催化剂催化烃类还原NO_X(HC-SCR)活性较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种Fe₂O₃/Al₂O₃/堇青石催化剂及其制备方法，铝溶胶很好地涂覆在在堇青石表面，形成一层很薄的无定形氧化铝，纳米级氧化铁均匀分散在氧化铝涂层上，形成SCR活性中心，以烃类为还原剂，具有高效的脱硝效率。

本发明的一种Fe₂O₃/Al₂O₃/堇青石催化剂，包括：以载体堇青石、Al₂O₃溶胶层涂覆于堇青石表面和氧化铁层分散于Al₂O₃溶胶层表面；按重量百分比，包括：堇青石含量为70～80wt％，Al₂O₃含量为15～18wt％，Fe₂O₃含量为2～15wt％。

本发明的一种如权利要求1所述的Fe₂O₃/Al₂O₃/堇青石催化剂的制备方法，包括：

(1)将堇青石进行预处理，得到预处理后的堇青石；

(2)将上述预处理后的堇青石浸入A1₂O₃溶胶中，30～60min后，取出，吹除多余溶胶，然后干燥、焙烧，重复操作至A1₂O₃负载量为20～22wt％，得到改性堇青石载体；

(3)将上述改性堇青石载体浸渍于Fe的前驱物溶液中10～12h，取出，吹除多余液体，干燥、焙烧，重复上述操作至Fe₂O₃负载量为2～15wt％，即得Fe₂O₃/Al₂O₃/堇青石催化剂。

所述步骤(1)中堇青石进行预处理具体为：将堇青石放入体积百分浓度为15％硝酸溶液中，室温处理12～24h，洗涤，110℃干燥8～12h。

所述步骤(2)中A1₂O₃溶胶的制备方法为：将铝溶胶前驱物溶液倒入容器中，回流装置下在水浴锅中加热，温度升至75～80℃，调节pH值为8～9，90℃回流，调节pH值为3～4，静置，溶液澄清透明后，得到A1₂O₃溶胶。

所述铝溶胶前驱物溶液为Al(NO₃)₃溶液，浓度为1.3～1.5mol/L。

加氨水调节pH值为8-9；体积百分浓度为15％硝酸滴定调节pH值为3～4。

所述步骤(2)中干燥为：110℃干燥10～12h；焙烧为：500℃～550℃焙烧3～5h。

所述步骤(3)中干燥为：100～120℃干燥10～12h；焙烧为：500℃～550℃焙烧5～6h。

所述步骤(3)中Fe的前驱物溶液为Fe(NO₃)₃溶液，浓度为0.8～1mol/L。