[发明专利]一种铁铈钛氧化物催化剂及其应用

说明书

本发明涉及一种催化剂，尤其涉及一种铁铈钛氧化物催化剂及其应用，属于催化剂技术领域。其化学式为CeFe_aTi_bO_x，a、b、x分别是Fe、Ti、O相对于的原子比，a的取值范围为0.2‑0.5，b的取值范围为1‑10，x的取值范围为由通式CeFe_aTi_bO_x中的Ce、Fe和Ti的价数所决定。本发明铁铈钛氧化物催化剂具有非常优异的低温活性，非常宽的温度窗口，非常优异的N₂生成选择性，即使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，非常适合应用于柴油车和船舶尾气氮氧化物净化。

技术领域

本发明涉及一种催化剂，尤其涉及一种铁铈钛氧化物催化剂及其应用，属于催化剂技术领域。

背景技术

氮氧化物(NO_x)可以引发灰霾、酸雨和光化学烟雾等重要大气污染问题，控制NO_x的排放是目前环境保护领域面临的一个重大挑战。自上世纪七十年代以来，NH₃选择性催化还原NO_x(即NH₃-SCR)技术被广泛用于燃煤电厂、工业锅炉等固定源烟气脱硝和柴油车尾气氮氧化物净化。该技术是在催化剂的作用下，用还原剂NH₃将烟气中的NO_x选择性还原为N₂和H₂O。

传统的V₂O₅-WO₃-TiO₂催化剂作为一种商用SCR催化剂已经在燃煤电厂等固定源脱硝领域应用多年。电力行业使用的NH₃-SCR催化剂工作温度通常为300-400℃，而非电力行业的工业锅(窑)炉设备(工业锅炉、玻璃陶瓷炉窑、水泥炉窑、钢铁冶金烧结炉、炼焦和石化系统的裂解设备等)烟气的排放温度通常为120℃-300℃。因此，在非电力行业难以直接使用电厂中温(300-400℃)NH₃-SCR催化工艺对NO_x排放进行控制。另外，由于固定源烟气通常含有较高的SO₂浓度，目前基本上只有钒基催化剂可以实际应用。

柴油车的排气温度变化范围很大，除了要求NH₃-SCR催化剂具有优异的低温活性以外，还需要具有很宽的温度窗口。另外，由于我国柴油车燃油品质普遍较差，含硫率较高。因此，具有优异抗SO₂中毒能力，开发价格低廉、低温活性优异的催化剂在移动源柴油发动机尾气污染控制领域也具有非常广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种低温活性优异，温度范围宽，N₂生成选择性优异的铁铈钛氧化物催化剂。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种铁铈钛氧化物催化剂，其化学式为CeFe_aTi_bO_x。

在本发明铁铈钛氧化物催化剂中，a、b、x分别是Fe、Ti、O相对于的原子比，a的取值范围为0.2-0.5，b的取值范围为1-10，x的取值范围为由通式CeFe_aTi_bO_x中的Ce、Fe和Ti的价数所决定。NH₃-SCR反应的顺利进行需要氧化-还原位点、酸性位点的共同参与，在该催化剂体系中，Ce和Fe作为双氧化-还原位点，Ti可以很好的提供酸性位点，三种组分协同作用，通过NH₃-SCR反应高效转化NO_x。

作为优选，a的取值为如下任一值：0.2、0.3、0.4、0.5，b的取值为如下任一值：1、2、3、4、5、6、7、8、9、10。

进一步优选，a的取值为0.5，b的取值为1。