[发明专利]一种MnFeTiOx/凹凸棒土三元复合金属低温脱硝催化剂

说明书

本发明属于烟气脱硝领域，尤其是一种MnFeTiO_x/凹凸棒土三元复合金属低温脱硝催化剂(简称MnFeTiO_x/ATP)。本发明针对现有烟气脱硝催化剂载体强度差，脱硝反应温度高，脱硝活性区间窄以及抗毒性能差的缺点，提供一种MnFeTiO_x/ATP三元复合金属低温脱硝催化剂及其制备方法，本发明以具有可塑性强、比表面积较大、粘结性能好而且原料来源广，成本低廉的粘土为载体，负载具有优秀低温氧化性能的MnFeTiO_x三元金属氧化物，制备了具有优秀中低温脱硝活性的复合催化剂，能够有效降低了反应温度，是一种脱硝性能高、活性区间宽、抗毒性能优异的催化剂。

技术领域

本发明属于烟气脱硝领域，尤其是一种MnFeTiO_x/凹凸棒土(MnFeTiOx/ATP)三元复合金属低温脱硝催化剂。

背景技术

SCR技术即氨选择性催化还原技术，是目前世界上使用最普遍的脱硝技术，其催化效率可达到90％以上。SCR技术是使用NH₃为还原剂，将烟气中有害有毒的NO等氮氧化物转化为无害无毒的N₂进行排放。近期，复合金属氧化物引起了人们广泛的关注。相比于传统的浸渍法制备的负载型金属催化剂，复合金属氧化物中的活性金属组分接触更为均匀，在焙烧工艺中容易形成金属固溶体，促进了金属组分之间的协同效应，从而使金属氧化物催化剂具有更优异的低温NH₃-SCR活性。但是，相比于负载型催化剂，在实际的脱硝应用中，复合金属氧化物催化剂存在活性组分用量大和不易成型的缺点，这严重影响了复合金属催化剂的实际应用。为了进一步改善上述复合金属催化剂的缺点，提升催化剂的实际应用能力。借助ATP黏土本身易于成型的特点，将负载型催化剂和复合金属催化剂进行优势互补。

发明内容

本发明针对现有烟气脱硝催化剂载体强度差，脱硝反应温度高，脱硝活性区间窄以及抗毒性能差的缺点，提供一种MnFeTiO_x/ATP三元复合金属低温脱硝催化剂及其制备方法，本发明以具有可塑性强、比表面积较大、粘结性能好而且原料来源广，成本低廉的粘土为载体，负载具有优秀低温氧化性能的MnFeTiO_x三元金属氧化物，制备了具有优秀中低温脱硝活性的复合催化剂，能够有效降低了反应温度，是一种脱硝性能高、活性区间宽、抗毒性能优异的催化剂。

进一步的，所述催化剂中，三元复合金属氧化物MnFeTiO_x的锰、铁和钛的摩尔比为1：1：1，MnFeTiO_x的负载量(质量分数)为1wt％～10wt％，其余为粘土。

上述的MnFeTiO_x/ATP三元复合金属低温脱硝催化剂其制备方法如下：

(1)首先称取一定量的ATP原土溶于去离子水中，然后称取一定量六偏磷酸钠加入上述浆料中，最后使用乳化机在5000r/min转速下分散2h，使ATP晶束分散解离，得到ATP浓度为8g/100mL的ATP浆料悬浮液，放置备用；

(2)称取一定量的九水合硝酸铁、乙酸锰、硫酸钛和步骤(1)中制备的凹凸棒石于烧杯中，加入蒸馏水经超声完全均匀后转移至500mL的三口烧瓶中，在剧烈搅拌条件下滴加氨水调至溶液pH至10，然后80℃机械搅拌3h后经减压抽滤，用蒸馏水洗涤至中性，将滤饼置于80℃烘箱中干燥12h，取出烘干的滤饼置于400℃马弗炉中煅烧3h。将煅烧后即得MnFeTiO_x/ATP三元复合金属催化剂，将催化剂用40～80目筛网过筛。

本发明的有益效果为：

1、使用廉价且大比表面积的粘土为载体，负载具有秀低温氧化性能的MnFeTiO_x三元复合金属氧化物。一方面，本发明所使用的粘土本身含有一定量的Mg、Al、Fe成分，具有一定的脱硝能力。另一方面，粘土本体的疏松多孔的结构有利于活性组分与反应气体的充分接触，增强了催化剂具有脱硝能力，价格低廉，易于成型的优点。