[发明专利]一种负载Mn-Cr复合双金属氧化物低温脱硝催化剂

说明书

本发明属于烟气脱硝领域，尤其是一种负载Mn‑Cr复合双金属氧化物低温脱硝催化剂(简称Mn‑Cr/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SO₂性能差的缺点，提供一种负载Mn‑Cr复合双金属氧化物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，负载具有优异低温氧化性能的Mn‑Cr复合双金属氧化物，制备了具有优异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SO₂性能优异的催化剂。

技术领域

本发明属于烟气脱硝领域，尤其是一种负载Mn-Cr复合双金属氧化物低温脱硝催化剂。

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。近几年，许多研究都是在寻找负载在其他物质上的复合金属催化剂，包括碳材料、分子筛等等。烟气脱硝催化剂的使用寿命最多为3年，废弃商业催化剂中有毒重金属无害化或再利用处理将消耗更大的经济成本。因此，如何降低脱硝催化剂的成本是目前脱硝领域研究的热点之一。寻找廉价的催化剂载体、选择廉价高效的催化剂活性组分成为脱硝催化剂的重点。

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SO₂性能差的缺点，提供一种负载Mn-Cr复合双金属氧化物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Mn-Cr复合双金属氧化物，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SO₂性能优异的催化剂。

进一步的，所述催化剂中复合金属氧化物MnCrO_x的锰和铬的摩尔比为0.5～5，MnCrO_x的负载量(质量分数)为20wt％～50wt％，其余为粘土。

上述的负载Mn-Cr复合双金属氧化物低温脱硝催化剂其制备方法如下：

(1)首先配制1mol/L的硫酸溶液。然后称取一定量的凹凸棒石原料分散在已配好的硫酸溶液中，超声1min,将溶液转移到三口烧瓶中，机械搅拌4h，经抽滤洗涤至中性后，在110℃烘箱内干燥12h，研磨筛分，装好备用；

(2)称取一定量的九水合硝酸铬、50％的硝酸锰溶液和步骤(1)中制备的酸化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110℃烘箱中干燥12h，取出烘干的滤饼置于400℃马弗炉中煅烧4h。将煅烧后即得负载Mn-Cr复合双金属氧化物低温脱硝催化剂，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MnCrO_x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。

2、与单一的金属氧化物催化剂相比，MnCrO_x复合金属氧化物能明显的提高催化剂的在中低温段的脱硝能力，复合金属元素发生能级杂化效应，降低了电子跃迁所需要的能量，提高了氧化还原能力。

附图说明