[发明专利]一种新型低温脱硝MOF催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种新型低温脱硝MOF催化剂及其制备方法，属于烟气脱硝技术领域。所述催化剂包括金属有机配合物骨架载体Ti‑MOF和金属氧化物活性组分，其中MnO_x(x＝1～4)为金属氧化物活性组分，金属有机配合物(Ti₈O₈(OH)₄[O₂C‑C₆H₄‑CO₂]₆)为载体。所述催化剂的制备是首先合成金属有机骨架材料，然后通过浸渍法将金属氧化物负载在金属有机骨架材料上。本发明的催化剂中，金属氧化物高度分散在金属有机骨架材料表面，经过干燥和焙烧，催化剂保持高度稳定性。该催化剂应用于选择催化还原NOx反应中，催化剂表现优异的低温SCR催化活性、宽的操作窗口和高的稳定性，具有重要的工业应用价值。

技术领域

本发明涉及一种新型低温脱硝MOF催化剂及其制备方法，特别涉及一种处理固定源尾气(火电厂、水泥厂、炼油厂等)中NOx的低温选择催化还原NOx的催化剂，属于烟气脱硝技术领域。

背景技术

在我国，NOx污染问题已经成为最为突出的大气环境热点问题，其中70％的NOx主要来自于煤炭燃烧。因此，如何有效的去除燃煤电厂等固定源尾气中NOx是环境保护中的一个重要的课题。

目前，固定源烟气的脱硝工艺主要是NH₃选择性催化还原法(NH₃-SCR)，利用还原剂NH₃将NOx选择性的还原为N₂，采用的催化剂多是以TiO₂为载体，再负载一定量V₂O₅、WO₃或者MoO₃等组分。该类催化剂属于中高温催化剂，因此该技术在实际使用过程中仍存在一定的问题：1)为了达到催化剂的工作温度，工业上必须将SCR反应器安装在脱硫除尘器之前才能保证催化剂的正常脱硝效率。由此带来的问题是，催化剂遭受粉尘和SO₂的毒害作用较大，催化剂容易中毒失活；2)催化剂的成本较高，适用范围局限较大；3)在我国，很多已建锅炉系统，大多已经建有脱硫除尘装置，再建脱硝系统，必须对现有的锅炉系统进行改造，大大增加建筑投资成本。

理想的脱硝工艺是将脱硝系统直接建在脱硫除尘装置之后，则可以很好的避免上面存在的问题。但是由于尾端烟气的温度较低，到目前为止还没有可以满足实际需要的低温脱硝催化剂的出现。因此，研制适用于低温范围的SCR催化剂，使其在中低温范围内具有较高的催化活性已成为我国环保领域亟需解决的重要课题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种以Ti-MOF作为催化剂的载体的新型的催化剂及其制备方法，根据本发明制备的催化剂在低温条件下，在较宽的温度范围内对NOx具有较高的脱硝效率，并且催化剂的制备方法简单，成本较低。

一种新型低温脱硝MOF催化剂，所述MOF催化剂MnO_x@Ti-MOF是由活性组分负载在载体上构成的，其中，

所述载体为Ti-MOF金属有机配合物骨架材料，其分子式为Ti₈O₈(OH)₄[O₂C-C₆H₄-CO₂]₆；

所述活性组分为MnO_x，其中，x＝1～4；

其中，MnO_x占催化剂总重量的4～30wt％，Ti-MOF占催化剂总重量的70～96wt％。

上述技术方案中，所述活性组分MnOx为不同价态锰的氧化物组成的混合物。