[发明专利]一种过渡金属复合氧化物催化剂

说明书

本发明公开了一种过渡金属复合催化剂、其制备方法和用途，所述催化剂由主活性组分A和助剂B两部分组成，其中，组分A是指氧化铈，或者氧化铈和氧化钨以及氧化钼这两者中至少一种的复合氧化物，助剂B是一种空心结构过渡金属M和钌的复合氧化物；所述制备方法包括以下步骤：先用油胺还原法制备过渡金属M和钌组成的空心合金材料，然后将其负载于主活性组分A，洗涤，干燥，煅烧即制得过渡金属复合氧化物催化剂；本发明提供的上述催化剂，制备方法简单，产率高，成本低，具有较高的催化活性、优异的氮气生成选择性以及较宽的操作温度范围等突出优点，在催化领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种催化还原氮氧化物的过渡金属复合氧化物催化剂及其制备方法，具体的涉及一种应于氮氧化物选择性催化还原领域，比如，应用在柴油车尾气、燃煤电厂、炼油厂和冶炼厂烟气等氮氧化物的催化净化等领域的过渡金属复合氧化物催化剂及其制备方法，属于环境材料、环境催化和环境保护技术领域。

背景技术

近年来，随着科技的快速发展和人们生活水平的大幅提高，随之而来的环境污染问题日益严重，其中，作为大气主要污染物的氮氧化物(NO_x)，比如N₂O，NO，N₂O₃，N₂O₄，NO₂等是形成酸雨、破坏臭氧层、产生光化学污染的主要成因，上述由氮氧化物引发的环境污染问题对人们的健康和人们赖以生存的生态环境构成了巨大的威胁，世界各国对NO_x的排放均制定了非常严格的标准。

我国是以燃煤为主要能源的发展中国家，其中，仅仅由燃煤电厂排放的NO_x占全国NO_x排放总量的67％。因此，对燃煤电厂、冶炼厂、炼油厂等烟气中的氮氧化物进行催化净化处理，对我国NO_x排放总量进行严格有效的控制是非常必要和重要的。另外，我国移动源排放的NO_x约65％来自柴油车，随着我国机动车保有量的迅速增加，对柴油车尾气的氮氧化物进行有效的净化处理更是控制我国NO_x排放总量的关键环节。

在氮氧化物净化脱除技术中，氨气选择性催化还原技术(NH₃-SCR)是固定源燃煤电厂、炼油厂和冶炼厂烟气以及移动源柴油车汽车尾气中氮氧化物脱除的主要技术，其中，催化剂是该工艺的核心。目前，广泛应用的催化剂是采用WO₃或MoO₃改性的V₂O₅/TiO₂催化剂。一方面，该催化剂在300～400℃之间的中温段具有优异的氮氧化物脱除率和抗SO₂性能，但是在高温时容易生成大量的N₂O，从而导致氮气选择性降低；另一方面，由于V₂O₅的氧化性比较强，很容易使得反应气体中的SO₂向SO₃转化，在较低温度时这些SO₃会与NH₃反应生成(NH₄)₂SO₄或者NH₄HSO₄，从而使催化剂的孔道发生堵塞，进而导致催化剂失去活性。除此之外，该类催化剂成本较高，高温下对氮气的选择性较差，而且活性组分V₂O₅的前驱体的毒性非常大，在柴油车等移动源的尾气氮氧化物脱除过程中容易发生升华或者脱落，容易危害人体健康并会对周围环境产生污染，很多发达国家已经禁止钒基催化剂用于柴油车尾气氮氧化物的催化净化。