[发明专利]锡掺杂铈锆复合氧化物负载锰脱硝催化剂制备方法及其产品和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种锡掺杂铈锆复合氧化物负载锰脱硝催化剂制备方法及其产品和应用，其产品适用于环境污染物NO的选择性催化还原，在环境净化领域具有应用前景。

背景技术

NOx是大气中常见的主要污染物，作为一次污染物，会对任何动植物造成多种直接危害，而且NO还可通过光化学氧化作用转化为NO₂，继而形成硝酸和亚硝酸，是酸雨的主要贡献者。而NOx-SCR技术是世界上应用最广泛、最为成熟且最有效的烟气脱硝技术，该技术中使用最广且效率最高的催化剂是MoO₃或WO₃辅助的V₂O₅/TiO₂催化剂，反应温度窗口一般为300-400 ℃，为了避免重复加热烟气，必须安装在省煤器之后，脱硫、除尘装置之前，由此产生烧结、中毒等一系列的问题，降低了催化剂的使用寿命，基于以上原因，人们将NOx-SCR技术的研究重点放在开发具有高活性、较低温度的非V₂O₅催化剂，从而可将NOx-SCR反应器直接配置于除尘和脱硫装置之后，降低灰尘和硫对催化剂的危害。

对于中低温NOx-SCR催化剂，活性组分主要集中在锰基的研究，并且铈锆复合氧化物载体具有优异的储氧能力和氧化还原能力，在烟气脱硝领域被广泛关注，因此，对铈锆复合氧化物系列载体负载锰基催化剂在SCR脱硝系统进行研究是十分有意义的。一般的，铈锆复合氧化物的制备是通过添加沉淀剂，调节pH值等过程实现的，如中国发明专利CN105983403A公开了一种铈锆复合氧化物、其制备方法及催化剂的应用，选用氢氧化物等作为沉淀剂，调节pH值在7-13，并对得到的沉淀进行陈化，分离，洗涤等，上述工艺过程较为复杂，繁琐。中国专利CN106745295A公开了一种汽车尾气净化用储氧材料，选用无水乙醇作为溶剂，将可溶性铈盐、可溶性锆盐、可溶性铁盐和柠檬酸形成透明溶胶，加入浓硝酸形成黄色凝胶，然后发泡，研磨，焙烧等，制备过程中用到了浓硝酸，致使该工艺危险指数大大提高，用乙醇作为溶剂成本较高。

发明内容

针对目前技术中催化剂制备工艺复杂，危险指数高等诸多问题，本发明目的在于：提供一种锡掺杂铈锆复合氧化物负载锰脱硝催化剂制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述方法制得锡掺杂铈锆复合氧化物负载锰脱硝催化剂产品。

本发明的又一目的在于提供上述锡掺杂铈锆复合氧化物负载锰脱硝催化剂的应用。

本发明目的通过下述技术方案实现：一种锡掺杂铈锆复合氧化物负载锰脱硝催化剂的制备方法，催化剂的组成为xMn/Ce_yZr_1-ySn_zO_n，其中，2.5%≤x≤15%，x为质量分数；0.1<y<1，y为摩尔数；0≤z≤0.03，z为摩尔数；制备过程不需要加沉淀剂，不需要调节pH值，不需要加入乙醇溶剂，仅以去离子水作为唯一溶剂，具体步骤如下：

步骤1，将铈，锆和锡前驱体加入到去离子水中，室温搅拌至完全溶解，边搅拌边加入柠檬酸，继续搅拌1-3小时，其中，柠檬酸的摩尔数是金属总摩尔数的1.0-1.2倍；

步骤2，将步骤1的溶液移至70-90℃水浴中，持续搅拌直至水分蒸发产生粘稠状胶体；

步骤3，将步骤2的胶体放入80-120℃烘箱中，直至发泡完全，将其研磨成40-60目的粉末；

步骤4，将步骤3的粉末在400-600℃焙烧4-6小时，得到黄色Ce_yZr_1-ySn_zO_n粉末；

步骤5，将锰前驱体溶解于去离子水中，并将其滴加到1.0克步骤4得到的Ce_yZr_1-ySn_zO_n粉末中，浸渍18小时后，放入60-100℃烘箱中干燥24小时，然后在300-500℃焙烧3-5小时，得到xMn/Ce_yZr_1-ySn_zO_n催化剂。

本发明锡掺杂铈锆复合氧化物负载锰脱硝催化剂制备方法，采用去离子水作为唯一溶剂，经过搅拌，发泡，焙烧，浸渍等过程即可得到锡掺杂铈锆复合氧化物负载锰脱硝催化剂。合成过程简单，原料易得，成本较低的制备技术，该技术对NOx-SCR脱硝具有较好的应用。