[发明专利]一种多级孔高比表面积环保型脱硝催化剂的制备方法

说明书

一种多级孔高比表面积环保型脱硝催化剂的制备方法，属于无机材料催化剂的制备及其应用技术领域，可解决现有SCR过程中催化剂的制备可能造成的二次污染、成本高等问题。将模板剂、铜盐、铈盐溶解在水溶液中，并在快速搅拌下同时加入铝源，按照酸碱对法原理以无机铝和有机铝匹配为水解后互为对应的共轭酸碱铝源，继续搅拌一定时间后，将反应物进行恒温溶剂挥发以及高温热处理，制得组分为铝、铜、铈基环保型脱硝催化剂。以氨气（NH₃）为还原剂，在180~460℃温度区间显示出理想的脱硝活性。此制备工艺简便易行、成本低廉、易工业放大，且环境友好。

技术领域

本发明属于无机材料催化剂的制备及其应用技术领域，具体涉及一种多级孔高比表面积环保型脱硝催化剂的制备方法。

背景技术

氮氧化物（NO_x) 是一种具有极大危害的大气污染物, 对人体健康和动植物生存都会造成一定的伤害，如形成酸雨、光化学烟雾等，在环保意识和要求越来越强烈的今天，如何除去氮氧化物的排放，成为越来越急迫的问题，有研究资料表明，如果继续不加强对烟气中氮氧化物的治理，氮氧化物的总量及在大气污染物中的比重都将上升，并有可能取代二氧化硫成为大气中的主要污染物。

SCR 法是目前商业应用最广泛的烟气脱硝技术，其中催化剂的制备生产是最重要的部分，其催化性能直接影响到SCR 的整体脱硝效果。催化剂的选用是其核心。

目前，主要应用于SCR过程的商业催化剂是V₂O₅/TiO₂基催化剂，其制备过程大多要经过反复浸渍和多次焙烧。此种催化剂的主要核心技术被国外企业或研发机构所垄断，其组分钒材料所具有的毒性还有可能造成二次污染，同时由于催化剂载体锐钛矿TiO₂易发生晶型转化和成本较高等原因，限制了V₂O₅/ TiO₂ 催化剂的广泛应用。因此，研制具有自主知识产权的廉价、无毒、高效、易制备的SCR烟气脱硝催化剂具有十分重要的意义。

发明内容

本发明针对现有SCR过程中的催化剂的制备可能造成二次污染、成本高等问题，提供一种多级孔高比表面积环保型脱硝催化剂的制备方法。

本发明采用如下技术方案：

一种多级孔高比表面积环保型脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：

第一步，将模板剂、铜盐、铈盐溶解在水中，搅拌状态下同时加入无机铝源和有机铝源，在20~60℃下，连续搅拌6~24h，得到反应混合物A；其中，无机铝源、有机铝源、铜盐、铈盐、去离子水和模板剂的摩尔比为2~50：2~50：0.1~7.5：0.1~7.5：1~10：1~10；

第二步，将反应混合物A倒入培养皿中，干燥后，得到混合物B；

第三步，将混合物B于300~700℃下焙烧3~8h，得到多级孔高比表面积环保型脱硝催化剂。

第一步中所述模板剂为脂肪醇聚氧乙烯醚的非离子表面活性剂，其分子式为C₁₂H₂₅O(C₂H₄O)nH，其中：n = 3-9。

第一步中所述铜盐包括硫酸铜、氯化铜和硝酸铜中的任意一种。

第一步中所述铈盐包括三氯化铈、硫酸铈和硝酸铈中的任意一种。

第一步中所述无机铝源包括硫酸铝、氯化铝、硝酸铝和偏铝酸钠中的任意一种。

第一步中所述有机铝源包括仲丁醇铝、异丙醇铝、叔丁醇铝和乙醇铝中的任意一种。

第二步中所述干燥方式包括60~120℃的烘箱中干燥10~20h或空气中自然晾干24~60h。