[发明专利]片状钛酸锰包覆凹凸棒土负载CeO2低温Photo-SCR脱硝催化剂及制备方法

说明书

本发明属于烟气脱硝领域，特别涉及一种片状钛酸锰包覆凹凸棒粘土负载CeO₂低温Photo‑SCR脱硝催化剂及其制备方法。本发明方法制备了一种三维立体结构的催化剂，该催化剂以凹凸棒土作为载体，以片状钛酸锰包覆凹凸棒土，片状钛酸锰表面负载CeO₂，形成一种三维立体结构，这种结构增强了催化剂的氧化还原能力，有效降低了反应温度，形成脱硝性能高、抗SO₂性能优异、反应条件温和、能耗低、二次污染少的脱硝催化剂，能够同时改善催化剂低温下抗SO₂性能差，可见光条件下低温活性不足等缺点。

技术领域

本发明属于烟气脱硝领域，特别涉及一种片状钛酸锰包覆凹凸棒土负载CeO₂低温Photo-SCR脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

NOx(氮氧化合物)是大气污染的主要成分之一，近年来，我国氮氧化合物的排放量随着能源消费的快速增长而迅速上升。并由此形成酸雨及光化学污染，严重危害人体健康、破坏环境，制约经济社会可持续发展。

上世纪70年代由日本率先研制出V-W-Ti催化剂，具有脱硝效率高、选择性强、抗中毒能力强、稳定可靠的优点，因此至今仍然在电厂得到广泛使用。但是该催化剂反应温度较高且投资和运行费用相对较高。国内外对Mn体系非负载型催化剂进行了大量的研究发现，该类催化剂具有比表面积较大、晶化程度较高的特点，具有良好的低温活性，为了进一步提高Mn体系催化剂的催化活性，鉴于复合金属氧化物包含两种或两种以上过渡金属元素，在脱硝过程有更好的活性，成为近期研究的热点，但复合金属氧化物催化剂存在活性区间窄，能耗高，二次污染多等问题。

最近研究发现，钙钛矿型氧化物具有较高的光催化活性，但同时具有低温下催化剂抗SO₂性能差，可见光条件下低温活性不足等缺点。因此开发一种无毒、低温抗SO₂毒化能力强，可见光条件下活性优越且无污染的脱硝催化剂显得十分必要。

发明内容

为进一步提高钙钛矿型氧化物的比表面积，增加活性，可将钙钛矿氧化物的层进行分离，层状钙钛矿型氧化物光催化剂具有催化活性高、光量子效率大的优点，能够高效利用光能特别是太阳光能，应用于光催化脱硝，能有效的改善传统的SCR中高温的脱硝活性，在光照条件下激发其产生光生电子，促进N₂的生成，使催化剂在较低温度下达到较高的脱硝能力。

本发明针对现有烟气脱硝催化剂存在价格昂贵、活性区间窄、抗SO₂性能弱、反应条件强烈、能耗高、二次污染多等诸多问题，提供了一种片状钛酸锰(MnTiO₃) 包覆凹凸棒土负载CeO₂低温Photo-SCR脱硝催化剂及其制备方法，该催化剂以凹凸棒土作为载体，以片状钛酸锰包覆凹凸棒土，片状钛酸锰表面负载CeO₂，形成一种三维立体结构，这种结构增强了催化剂的氧化还原能力，有效降低了反应温度，形成脱硝性能高、抗SO₂性能优异、反应条件温和、能耗低、二次污染少的脱硝催化剂，能够同时改善催化剂低温下抗SO₂性能差，可见光条件下低温活性不足等缺点。

本发明催化剂以凹凸棒土作为载体，以CeO₂和MnTiO₃作为活性组分。

本发明片状MnTiO₃包覆凹凸棒土负载CeO₂低温Photo-SCR脱硝催化剂的制备方法,其具体制备工艺如下：

(1)将四水合乙酸锰溶于无水乙醇中得到溶液A，钛酸四丁酯溶于乙酰丙酮中得到溶液B，将溶液A和溶液B置于烧杯中室温下混合搅拌均匀，70～90℃下水浴加热待溶液形成溶胶状态，得到钛酸锰前驱体溶胶液。