[发明专利]一种MnOx‑FeOx‑CuSO4/TiO2中低温SCR催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于脱硝催化剂技术领域，具体涉及一种MnOx-FeOx-CuSO₄/TiO₂中低温SCR催 化剂及其制备方法。

背景技术

近年来，我国各地雾霾频现，大气污染形势严峻，其中由氮氧化物(NOx)所造成的污 染尤其严重，面对着日益严重的大气污染问题，氮氧化物的控制与减排必须加快步伐，如何 快速有效的实现NOx的减排已成为当前重要工作。

选择性催化还原脱硝技术(SCR)主要利用NH₃、尿素等为还原剂，将NOx还原为无毒无 害的产物N₂和H₂O。如今商业化应用最为广泛的是V₂O₅/TiO₂系催化剂，其工业应用时的脱 硝率可以达到90％以上，但是仅仅局限于高温活性窗口(≥350℃)，而且V₂O₅具有毒性，生 产、使用过程以及废弃后会产生污染。

目前应用较广泛的低温SCR脱硝催化剂，其核心技术一直被美国、日本以及德国等国家 所垄断，尚未实现国产化，很大程度上限制了我国烟气脱硝技术的发展以及氮氧化物减排工 作的开展，所以对低温SCR催化剂的研究具有极其重要的现实意义与经济价值。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是在于提供一种MnOx-FeOx-CuSO₄/TiO₂中低 温SCR催化剂及其制备方法，本发明所得催化剂在200～350℃的中低温之间具有较高的脱硝 活性，能适应实际生产的需要，具有十分广阔的工业应用前景。

为实现本发明的目的，本发明所采取的技术方案为：

一种MnOx-FeOx-CuSO₄/TiO₂中低温SCR催化剂，所述催化剂以CuSO₄为主活性组分， MnOx和FeOx为助活性组分，TiO₂为载体；其中，主活性组分在中低温SCR催化剂中的质 量百分比为45％-52％，助活性组分在中低温SCR催化剂中的质量百分比为18％-27％，并且 助活性成分中Fe和Mn摩尔比为0.16-0.36:1。

其中，所述催化剂成分中MnOx为MnO₂、Mn₃O₄或Mn₂O₃中的一种或一种以上的混合 物；FeOx为FeO或Fe₂O₃中的一种或一种以上混合物。

另外，本发明还提供了所述MnOx-FeOx-CuSO₄/TiO₂中低温SCR催化剂的制备方法，具 体步骤包括：

(1)按重量百分比取原料：十六烷基三甲基溴化铵0.5-2％、钛酸四丁酯6-12％、无水乙 醇45-68％、CuSO₄·5H₂O 4-8％、Mn(Ac)₂·4H₂O 2-5％、Fe(NO₃)₃·9H₂O 0.5-3％、去离子水 15-30％，备用；

(2)将十六烷基三甲基溴化铵、钛酸四丁酯、无水乙醇混合后，用冰醋酸调节溶液pH 为5-6，然后将上述混合物剧烈搅拌1-2h，制得Ti前驱体溶胶；

(3)将CuSO₄·5H₂O加入步骤(2)所得Ti前驱体溶胶中进行搅拌，并用冰醋酸调节溶 液pH为3-4，然后在氮气保护下充分搅拌2-4h，得CuSO₄/Ti前驱体溶胶；

(4)将Mn(Ac)₂·4H₂O、Fe(NO₃)₃·9H₂O、去离子水依次加入步骤(3)得产物中，在氮 气保护下继续搅拌2-4h，所得混合物倒入烧杯后密闭，然后在水浴温度为30～40℃条件下陈 化12-24h；

(5)将步骤(4)中陈化的样品在温度为110-150℃真空干燥箱中干燥10-36h，然后在 氮气保护下置于马弗炉中焙烧，焙烧程序为：从室温以3℃/min升至300℃，保温2小时；再 以5℃/min升至为500℃，保温1.5-4h；