[发明专利]一种凹凸棒石负载TiO2-SrTiO3异质结SCR低温脱硝催化剂

说明书

本发明属于烟气脱硝领域，尤其是一种凹凸棒石负载TiO₂‑SrTiO₃复合SCR低温脱硝催化剂(简称TiO₂‑SrTiO₃/ATP)。本发明针对现有烟气脱硝催化剂存在具有价格昂贵、活性区间窄及抗SO₂性能弱，反应条件强烈、能耗高、二次污染多等诸多问题，提供了一种凹凸棒粘土负载SrTiO₃‑TiO₂复合低温脱硝催化剂。本实验制备的负载型催化剂，活性温度范围有所拓宽且抗SO₂性能优异。此外本实验使用的载体为非金属粘土矿，在我国储量丰富，同时负载的活性金属为廉价无毒且具有高活性的TiO₂和SrTiO₃，两种半导体形成复合结构，在光的辅助下产生空穴和电子对，增强氧化还原能力，能够有效地降低反应温度，形成脱硝性能高，抗SO₂性能优异，反应条件相对温和、能耗低、二次污染少的脱硝催化剂。

技术领域

本发明属于烟气脱硝领域，尤其是一种凹凸棒石负载TiO₂-SrTiO₃异质结SCR低温脱硝催化剂。

背景技术

NOx的排放给人类生产生活以及自然环境带来极大的危害。在人体健康方面、生态环境方面乃至全球性的污染问题方面，控制NOx的生成和排放是十分重要的问题。选择性催化还原法(SCR)是现阶段主流的烟气脱硝技术。该方法利用O₂作为氧化剂，NH₃作为还原剂，将NOx还原成无污染的N₂。目前，钒钨铁系列催化剂常被用作燃煤火电厂脱硝催化剂，但其脱硝温度较高，因此只能将装置布置于锅炉省煤器和空气预热器之间，但此处烟气中存在大量飞灰，飞灰中含有碱金属、砷等有害物质，会侵蚀和毒化催化剂，导致催化剂失活，降低其使用寿命，并且所需燃料成本高。Photo-SCR是近几年在SCR基础上选择具有可见光或紫外光响应信号的物质如(TiO₂、钙钛矿、WO₃等)在光照条件下激发其光生电子，促进NO₂的生成，使催化剂在较低温度下达到较高的脱硝能力。但也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。因此开发一种有无毒、低温抗H₂O和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

本实验针对现有烟气脱硝催化剂存在具有价格昂贵、活性区间窄及抗SO₂性能弱，反应条件强烈、能耗高、二次污染多等诸多问题，提供了一种凹凸棒粘土负载SrTiO₃-TiO₂复合低温脱硝催化剂。本实验制备的负载型催化剂，活性温度范围有所拓宽且抗SO₂性能优异。此外本实验使用的载体为非金属粘土矿，在我国储量丰富，同时负载的活性金属为廉价无毒且具有高活性的TiO₂和SrTiO₃，两种半导体形成复合结构，在光的辅助下产生空穴和电子对，增强氧化还原能力，能够有效地降低反应温度，形成脱硝性能高，抗SO₂性能优异，反应条件相对温和、能耗低、二次污染少的的脱硝催化剂。

本发明所采用的技术方案为：一种凹凸棒石负载SrTiO₃-TiO₂复合SCR低温脱硝催化剂。以凹凸棒粘土为载体，负载的活性组分为TiO₂和钙钛矿型SrTiO₃。

进一步的，所述催化剂中SrTiO₃的质量含量为10wt％～40wt％，NiTiO₃与TiO₂的摩尔比为1：0.1～0.4，其余为凹凸棒石粘土。

上述的凹凸棒石负载SrTiO₃-TiO₂复合SCR低温脱硝催化剂其制备方法如下：