[发明专利]天然锰矿在制备脱硝催化剂中的应用、脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种天然锰矿在制备脱硝催化剂中的应用、脱硝催化剂及其制备方法，涉及环境保护与环境催化技术领域，所述脱硝催化剂所述脱硝催化剂的原料包括天然锰矿和载体，所述天然锰矿和所述载体的质量比为(0.1‑3)：1，本发明采用来源广泛、成本低廉的天然锰矿作为固相离子交换法制备脱硝催化剂的原料，能够替代纯金属盐或金属氧化物作为活性组分源，与载体协同配合制备得到的脱硝催化剂成本有效降低，从而有效拓展了脱硝催化剂的应用范围，且对SCR脱硝技术的发展具有极大的实际应用价值。

技术领域

本发明涉及环境保护与环境催化技术领域，尤其是涉及一种天然锰矿在制备脱硝催化剂中的应用、脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

NO_x是我国的主要的大气污染物之一。NO_x不仅能直接危害人体健康，如刺激呼吸系统、与血红蛋白结合、降低人体输氧能力等，还会引发酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏等诸多环境污染问题，同时研究表明，NOx还在大气中参与二次反应，转化生成硝酸盐类物质，成为PM2.5的主要组成成分，导致灰霾污染。NH₃选择性催化还原(SCR)法是目前最有效的脱硝方法，该方法的核心是选用合适的脱硝催化剂。

现有的脱硝催化剂主要通过离子交换法、浸渍法和固相离子交换法(共混煅烧法)制备得到，但前两种方法制备工艺复杂，过程耗时长，在工业上很难推广使用，而固相离子交换法，需要使用纯金属盐或金属氧化物作为活性组分源，其原料价格高昂，导致脱硝催化剂的成本居高不下，限制了其实际应用。

有鉴于此，特提出了本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供来源广泛、成本低廉的天然锰矿作为固相离子交换法制备脱硝催化剂的活性组分源，以降低脱硝催化剂的成本，拓展脱硝催化剂的应用范围。

本发明提供的天然锰矿作为原料在制备脱硝催化剂中应用。

进一步的，所述天然锰矿的锰含量为15wt％-60wt％，优选为20wt％-40wt％；

优选地，所述天然锰矿包括氧化锰矿和/或软锰矿。

本发明的目的之二在于提供一种脱硝催化剂，所述脱硝催化剂的原料包括本发明目的之一中所述的天然锰矿和载体，所述天然锰矿和所述载体的质量比为(0.1-3):1，优选为(0.8-3)：1。

进一步的，所述载体包括沸石分子筛和/或多孔碳材料，优选为沸石分子筛；

优选地，所述沸石分子筛包括ZSM-5、Beta、SBA-15、SSZ-13、SAPO-34或SSZ-39中的至少一种；

优选地，所述多孔碳材料包括活性焦和/或活性炭。

进一步的，所述脱硝催化剂的原料还包括成型助剂，

优选地，所述成型助剂包括拟薄水铝石、田菁粉或稀硝酸中的至少一种；

优选地，所述拟薄水铝石与天然锰矿和载体之和的质量比为(0-0.5)：1，优选为(0.05-0.5)：1；

优选地，所述田菁粉与天然锰矿和载体之和的质量比为(0-0.1):1，优选为(0.01-0.1)：1；

优选地，所述稀硝酸与天然锰矿和载体之和的质量比为(0-1)：1，优选为(0.15-1):1。

优选地，所述稀硝酸的质量分数为1％-40％，优选为10％-20％。

本发明的目的之三在于提供上述脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：

将天然锰矿和载体及任选的成型助剂混合均匀，煅烧，得到脱硝催化剂。

进一步的，所述脱硝催化剂的制备方法包括如下步骤：