[发明专利]一种用于SCR反应的铈基硫酸盐催化剂的制备方法

说明书

一种用于SCR反应的硫酸盐催化剂的制备方法，属于稀土基SCR催化剂的制备技术领域。包括如下步骤：(1)首先称取原料，混合并球磨等，其组成Ce/Ti摩尔比为0.02～0.5；(2)将混合物转移至马弗炉中焙烧，焙烧温度为200～250℃保温2～4h，400～650℃保温2～6h。本发明原料廉价易得，制备过程简单，制备条件容易控制，制备过程排放少等特点，所得催化剂具有较好的催化活性。

技术领域

本发明涉及一种铈基SCR催化剂的制备方法，属于稀土基SCR催化剂的制备技术领域。

背景技术

进入21世纪以来，伴随着城市化的步伐的加快，环境问题也逐步凸显出来，尤其是近年来出现的持续的雾霾天气引起了人们的广泛关注与担忧，雾霾形成的主要原因为大气中PM2.5浓度严重超标，而氮氧化物(NO_x)则是PM2.5的前驱物之一，严重的污染天气给人们的正常生活和工作产生了严重的干扰，也会对人体的健康产生不利的影响。NO_x是当前大气主要污染物之一，其主要来源包括汽车尾气和工业锅(窑)炉的排放。NO_x的减排是当前一项重要和极具挑战的工作。为了更好的大气环境，控制和减少NO_x的排放，国务院出台了大气污染控制的“国十条”，明确提出了控制NO_x排放的规划与要求。实现NO_x的减量排放的目标对脱硝技术的研发与推广提出了更高的要求。在NO_x排放控制技术中，选择性催化还原(SCR)技术是目前最常用也是最受关注的处理技术。该技术利用还原剂NH₃在催化剂的作用下将NO_x转化为无害的N₂，从而达到污染物减排的目的。对于SCR技术，催化剂的选择最为关键，目前已经实现工业应用的SCR催化剂主要为V-W(Mo)-Ti催化剂。而非V-Ti系列催化剂，如稀土氧化物负载型催化剂、分子筛催化剂、钙钛矿型等催化剂等，也有大量的报道，并有部分实现了工业化应用。

稀土基催化剂由于其良好的催化活性、稳定性，毒性低等优点倍受关注，其中，最具有代表性的是CeO₂/TiO₂催化剂(Yang Shijian et al，Applied Catalysis B:Environmental.2013,136–137,19–28；Zhang Rui et al,Applied SurfaceScience.2014,289,237–244)。目前，CeO₂/TiO₂催化剂的研究开发工作方兴未艾，例如，Yang等发现经过硫酸化的CeO₂/TiO₂催化剂比未经硫化的催化剂具有更好的SCR性能，认为CeO₂表面的硫酸根有助于增加催化剂的酸性中心，增加还原剂氨气的吸附量，进而促进反应的进行(Yang S J,et al，Applied Catalysis B:Environmental.2013,136–137,19–28)。黄妍等发现CuSO₄添加到V₂O₅/TiO₂-SiO₂催化剂中可改善该催化剂的SCR性能，对抗水抗硫性能也表现出一定的促进作用(黄妍等，湘潭大学自然科学学报,2011,33,80-86)，表明硫酸盐可作为助剂用于SCR催化剂中。

硫酸铈，作为一种可溶性硫酸盐，也表现出一定的SCR催化活性，由于其自身含有大量的硫酸根，可表现出良好的耐硫性能，如专利(祝社民等，申请公布号：CN103638939 A)公开了一种以硫酸铈为催化剂活性组分，其他几种过渡金属硫酸盐为助剂，TiO₂为载体的催化剂。

本发明结合固相物理混合和高温焙烧处理制备一种稀土基SCR催化剂，具有较高的SCR催化活性。因其所用原料成本低廉、制备工艺简单、稳定、易重复，具有良好的NO催化还原活性，同时能够有效避免使用贵金属，用水量少，制备过程排放低等优点，具有很好的应用前景。