[发明专利]一种以碳球为模板的低温SCR催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种以碳球为模板的低温SCR催化剂，催化剂记为MnO₂/MO_X-MnO₂-N，其特征在于，催化剂以葡萄糖为碳源，过渡金属氧化物MO_X为助剂，MnO₂为活性组分，其中N=n_M/n_Mn，n_M/n_Mn=0.5~3。

2.根据权利要求1所述的一种以碳球为模板的低温SCR催化剂，所述过渡金属氧化物中的过渡金属M为Cu、Co、Ni或Fe。

3.一种以碳球为模板的低温SCR催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)胶体碳球CSs模板的合成：将配制好的浓度为0.5~1mol/L的葡萄糖溶液转移到不锈钢高压釜中高温处理，处理温度为120~180℃，处理时间为12~24h；待自然冷却后将得到的产物抽滤，最后将抽滤后的产物置于烘箱中干燥，干燥温度为80~120℃，干燥时间为12~36h；

(2)CSs@MO_X核壳微球：称取步骤(1)中的CSs模板溶于乙醇中，经过超声分散后得到浓度为1~5g/L的均匀悬浮液，记为溶液A；与此同时，按物质的量比为（1~3）:1称取过渡金属盐和氮源，溶于去离子水中，匀速搅拌0.5~2h，得到混合溶液，记为溶液B；紧接着在室温条件下，将溶液B倒入溶液A中继续搅拌混合均匀，然后回流4~12h，回流温度为60~90℃；最后将回流得到的溶液抽滤、干燥，得到碳球CSs为核，MO_X为壳的微球，记为CSs@MO_X核壳微球；

(3)MnO₂/MO_X-MnO₂二元空心氧化物: 称取0.5~1gCSs@MO_X核壳微球溶于0.1~0.25mol/L的Mn盐溶液中，经过超声处理后得到50~100mL的均质浆液，然后将该浆液加热处理6~18h，处理温度为80~120℃，自然冷却后将得到的浆液进行抽滤，真空干燥处理后得到CSs@MnO₂/MO_X-MnO₂前驱体，干燥温度为50~100℃，干燥时间为4~12h，最终将该前驱体置于马弗炉中焙烧2~4h，焙烧温度为450~600℃，得到成品催化剂，标记MnO₂/MO_X-MnO₂-N。

4.根据权利要求3所述的一种以碳球为模板的低温SCR催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的过渡金属盐为硝酸盐、硫酸盐和氯化盐中的一种，过渡金属为Cu、Co、Ni或 Fe。

5.根据权利要求3所述的一种以碳球为模板的低温SCR催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的氮源为环六亚甲基四胺，双氰胺或三聚氰胺中的一种。

6.根据权利要求3所述的一种以碳球为模板的低温SCR催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的锰盐为KMnO₄或Mn(NO₃)₂·4H₂O。

7.根据权利要求1所述的一种以碳球为模板的低温SCR催化剂的应用，其特征在于，所述的催化剂适用于常低温下SCR反应，反应前将催化剂置于10% H₂-Ar气氛中于250℃还原1~3h，还原气流速为50mL/min，还原后降至反应温度，反应温度为60~300℃，每个温度点稳定3h。