[发明专利]低温脱除燃煤废气中NOx和VOCs的催化剂制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，特别是指一种低温高效脱除燃煤废气中NO_x和VOCs的Ce_xZr_yMn_zO₂/γ-Al₂O₃催化剂制备方法。

背景技术

在大气污染控制技术领域中，燃煤排放的废气中存在大量的氮氧化物(NO_x)和挥发性有机物(VOCs)。NO_x导致全球气候变化，也会产生阴霾，酸雨等二次污染；VOCs具有挥发性、持久性，并且部分VOC具有较高的毒性，对人类和环境造成极大的伤害。因此NO_x和VOCs是目前环保领域中急需治理的主要污染物。高效脱除燃煤烟气中的NO_x和VOCs具有非常重要的环境和健康价值，成为研究热点。

然而，废气中气态VOCs的净化，主要是活性炭固定床吸附法和催化燃烧技术，这些技术存在脱除成本过高的缺点，且对于氮氧化物的脱除并不起作用。氨气选择性催化还原法是目前主流的脱硝技术。这种方法能够脱除废气中VOCs，故采用SCR系统来进行NO_x和VOCs的脱除。SCR系统的核心在于高效运行的催化剂。目前所采用的SCR催化剂存在脱除NO_x和VOCs的可操作温度过高，成本投入大等问题急需解决。故研究一种低温高效的催化剂用于脱除氮氧化物和VOCs越来越受到重视。

同时脱除燃煤废气中的NO_x和VOCs具有良好的社会价值和市场应用前景，可广泛应用于火电、钢铁、陶瓷等行业末端尾气的协同高效治理，故开发出一种低温条件下能够高效脱硝脱VOCs的样品具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低温高效脱除燃煤废气中NO_x和VOCs的Ce_xZr_yMn_zO₂/γ-Al₂O₃催化剂制备方法。

该方法具体步骤如下：

(1)将γ-Al₂O₃进行预处理，得到试样的载体；

(2)将步骤(1)中得到的载体浸渍于一定质量浓度的金属盐溶液中，一定时间后，在鼓风干燥箱内进行干燥；

(3)将步骤(2)干燥后的样品在马弗炉中一定温度下焙烧，制得脱除NO_x和VOCs的Ce_xZr_yMn_zO₂/γ-Al₂O₃催化剂样品。

其中，步骤(1)中γ-Al₂O₃的比表面积为150m²/g。

步骤(1)中预处理方法为先用去离子水冲洗样品5-10次，然后在鼓风干燥箱干燥，在马弗炉中一定温度下焙烧；其中，干燥时间为2-5h，焙烧时间为4-6h。干燥的温度为100-200℃，焙烧的温度为500-600℃。

步骤(2)中金属盐溶液为下述至少三种：醋酸锰、硝酸铈、硝酸铜、硝酸钴、硝酸锆；金属盐溶液质量浓度为1-40％，浸渍时间为12-48h。优选的，步骤(2)中金属盐溶液为醋酸锰、硝酸铈、硝酸锆三种混合；步骤(2)中金属盐溶液质量浓度为2-30％。更为优选的，步骤(2)中金属盐溶液质量浓度为2-25％。

步骤(3)中焙烧温度为500-700℃，焙烧时间为4-14h；焙烧过程中，升温速度为1-30℃/min。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，制备工艺简单，原料来源广，负载物成本低，便于工业化生产和应用。该样品具有很好的稳定性，且低温活性好，不仅对NO_x的净化效率高，而且能够同时高效脱除燃煤废气中的VOCs。可广泛应用于电厂、钢铁、陶瓷等行业末端尾气的协同治理。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种低温高效脱除燃煤废气中NO_x和VOCs的Ce_xZr_yMn_zO₂/γ-Al₂O₃催化剂制备方法。