[发明专利]一种低温脱硝催化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种低温脱硝催化剂的制备方法及其应用，首先将硫酸镍、氧化锌、碱金属氢氧化物微波辐射制备硫酸镍·氧化锌·碱金属氢氧化物复合混合物；再将二氧化硅、尼龙纤维、凹土微波辐射制备成复合载体；将复合载体在超临界反应釜中进行引入，最后经旋转蒸发、煅烧得所需低温脱硝催化剂，与现有技术相比，具有以下优点：适用于低灰布置方式，在低温条件下具有较高的脱硝效率不容易造成催化剂中毒堵塞，具有优异的催化活性，环境友好程度高，不容易产生二次污染。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，尤其涉及一种低温脱硝催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

氮氧化物包括多种化合物，但主要成分为一氧化氮和二氧化氮。人为活动排放的氮氧化合物主要是由燃料燃烧及化学工业生产所产生的，例如火力发电厂、化工厂、炼钢厂等有燃料燃烧的固定发生源和机动车等移动发生源。此外，工业生产过程及居民生活也会产生少量氮氧化合物。氮氧化合物不仅对人体和动植物有很强的毒害作用，还是形成酸雨、雾霾和光化学烟雾的主要原因，亦参与臭氧层的破坏。控制和治理氮氧化物的污染一直是国际环保领域的研究热点，目前文献报道的氮氧化物控制方法主要有选择性催化还原法、吸附法和吸收法等，控制固定源氮氧化物污染最有效、应用最广泛的是SCR脱硝技术。

SCR脱硝技术中，由于工业固定源一般采用高灰不止，容易造成催化剂中毒，堵塞等，缩短了使用寿命，因此开发适用于低灰布置方式的低温催化剂值得研究，现有的常用的二氧化钛为载体的催化剂一般在低于300℃是没有脱硝效果的。

因此，开发新型材料、结构及环境友好型的低温催化剂，使其适用于低灰布置方式的系统下具有优异的脱硝效率值得研究。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术中所存在的问题，本发明提出了一种低温脱硝催化剂的制备方法及其应用，适用于低灰布置方式，在低温条件下具有较高的脱硝效率，不容易造成催化剂中毒堵塞。

技术方案：为达以上目的，本发明采取以下技术方案：一种低温脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将硫酸镍、氧化锌、碱金属氢氧化物置入微波辐射反应装置中，设置微波功率为200-300W，调节pH为6-7，反应4-6min，得到硫酸镍·氧化锌·碱金属氢氧化物复合混合物；

(2)复合载体的制备：将二氧化硅、尼龙纤维、凹土以3:1:3的质量比置入微波辐射反应装置中，设置微波功率为150-200W，调节pH为6-7，反应7-9min，得到复合载体；

(3)载体的引入：将步骤(2)制备的复合载体、步骤(1)制备的硫酸镍·氧化锌·碱金属氢氧化物复合混合物置入超临界反应釜中，打开超声装置，控制温度为120-180℃，压力为6-10MPa，反应18-20min后将离子液体由高压泵加压后进入反应釜中，继续反应5-12min；

(4)打开泄压口将超临界反应釜中的压力降到常压，得到粉体；

(5)将收集的粉末加入无水乙醇，在旋转蒸发仪内进行350-450℃的蒸发干燥1.5-2.5h得到催化剂初产物；

(6)将复合催化剂初产物在900-1100℃下煅烧1-2h，得所需催化剂。

更为优选的，步骤(1)中所述硫酸镍、氧化锌、碱金属氢氧化物的质量比为3:2:1。

更进一步的，步骤(1)中所述碱金属氢氧化物的为氢氧化钾。

更为优选的，步骤(2)中所述尼龙纤维为尼龙十一或尼龙二十二。

更为优选的，步骤(3)中所述离子液体为烷基季铵盐类化合物离子液体。

更为优选的，步骤(3)中所述复合载体、硫酸镍·氧化锌·碱金属氢氧化物复合混合物的质量比为4:1。