[发明专利]一种用于同时脱硝脱汞脱碳的核壳结构催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种用于同时脱硝脱汞脱碳的催化剂，其特征在于：所述催化剂具有如下通式：Mg_aAl_bCu_cNi_dSi_eTi_fO_x，其中，a、b、c、d、e、f和x分别表示Mg、Al、Cu、Ni、Si、Ti和O的原子数，a：b：c：d：e：f=（20~25）：（0~10）：（15~30）：（5~10）：（10~15）：（10~50），x由各金属元素的化合价确定。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：以所述催化剂的摩尔百分含量为100%计，制备所述催化剂的各金属盐的含量如下：摩尔百分含量20~25%的镁盐，摩尔百分含量为0~10%的铝盐，摩尔百分含量的15~30%铜盐，摩尔百分含量的5~10%镍盐，摩尔百分含量的10~15%的硅源，余量为钛源。

3.根据权利要求2所述的催化剂，其特征在于：所述镁盐为硝酸镁或氯化镁；所述铝盐为硝酸铝；所述铜盐为硝酸铜、氯化铜或乙酸铜；所述镍盐为硝酸镍；所述硅源为正硅酸乙酯；所述钛源为钛酸四丁酯或钛酸异丙酯。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的催化剂，其特征在于：所述催化剂为以镁铝铜镍复合氧化物为核，以硅钛复合氧化物为壳层的核壳结构；

所述催化剂的粒径为10~80nm，其中，所述壳层的厚度为5~30nm。

5.权利要求1-4中任一项所述的催化剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）将尿素的水溶液滴加到镁盐、铝盐、铜盐和镍盐的水溶液中，滴加完毕后在密闭加热条件下进行反应，冷却后得水溶液A；

（2）将所述水溶液A加入到聚氧乙烯醚的环己烷溶液中，得溶液B；将氨水滴加到所述溶液B中，得微乳液C；

（3）将硅源和钛源溶于氨水中，得微乳液D；将所述微乳液C和微乳液D混合，得微乳液E；

（4）对所述微乳液E进行恒温水解，水解完毕后进行离心分离，收集沉淀物；

（5）对所述沉淀物进行干燥和焙烧，即可得到所述用于同时脱硝脱汞脱碳的催化剂。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，按照n（尿素）/ n（Mg+Al+Cu+Ni）=0.5~10的比例在所述镁盐、铝盐、铜盐和镍盐的水溶液中滴加尿素的水溶液；和/或，

所述尿素的水溶液的摩尔浓度为0.05~0.5mol/L；和/或，

所述镁盐、铝盐、铜盐和镍盐的水溶液中，阳离子浓度为0.01~0.15mol/L；和/或，

所述加热的温度为60~95℃，时间为12~24小时。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述水溶液A与所述聚氧乙烯醚的环己烷溶液的体积比为1：1~10；和/或，

所述聚氧乙烯醚的环己烷溶液中，聚氧乙烯醚的摩尔浓度为0.3~0.8mol/L，溶剂为环己烷；和/或，

所述聚氧乙烯醚的分子量为200~2000；和/或，

所述加入在45~60℃的恒温及搅拌条件下进行；所述搅拌的转速为100~1000转/分钟；和/或，

所述氨水与所述聚氧乙烯醚的环己烷溶液的体积比为1：（0.5~5）；所述氨水的摩尔浓度为2~3mol/L。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：以所述催化剂的摩尔百分含量为100%计，制备所述催化剂的各金属盐的含量如下：摩尔百分含量20~25%的镁盐，摩尔百分含量为0~10%的铝盐，摩尔百分含量的15~30%铜盐，摩尔百分含量的5~10%镍盐，摩尔百分含量的10~15%的硅源，余量为钛源；

所述镁盐为硝酸镁或氯化镁；所述铝盐为硝酸铝；所述铜盐为硝酸铜、氯化铜或乙酸铜；所述镍盐为硝酸镍；所述硅源为正硅酸乙酯；所述钛源为钛酸四丁酯或钛酸异丙酯；

步骤（3）中，所述正硅酸乙酯与所述氨水的体积比为1：（1~4）；所述钛酸四丁酯与所述氨水的体积比为1：（0.5~5）；所述氨水的摩尔浓度为2~3mol/L；和/或，

所述微乳液C和所述微乳液D的体积比为1：（0.2~10）；和/或，

步骤（4）中，所述恒温水解的温度为40~80℃，时间为1小时以上；

所述方法在收集所述沉淀物之后还包括采用异丙醇对所述沉淀物进行清洗的步骤；和/或，

步骤（5）中，所述干燥的温度为80~160℃，时间为10~15小时；所述焙烧的温度为350~500℃，时间为4~6小时。