[发明专利]氮氧化物脱除催化剂及其制备方法

说明书

本发明实施例提供了一种基于钴镧锑氧化物纳米笼的氮氧化物脱除催化剂。催化剂载体为片状纳米二氧化钛，活性组分为钴镧锑空心多孔纳米笼，催化剂使用前经预硫化处理，制得最终的催化剂。钴镧锑复合氧化物的空心纳米笼作为活性组分有很好的低温催化活性，片状纳米二氧化钛优先暴露(001)高活性晶面，进一步提升了催化剂的活性；催化剂经预硫化处理，能显著提升催化剂的抗硫中毒性能。本发明的催化剂在100‑140℃温度范围内具有良好的脱硝活性以及抗硫中毒性能。

技术领域

本发明属于环保及脱硝催化技术领域，特别涉及一种基于钴镧锑氧化物纳米笼的氮氧化物脱除催化剂，可实现氮氧化物的脱除。本发明还提供了基于钴镧锑氧化物纳米笼的氮氧化物脱除催化剂的制备方法。

背景技术

氮氧化物(NO_x)是常见大气污染物之一，可造成光化学烟雾、雾霾、酸雨等严重环境污染，对人类健康可造成严重危害。由于具有脱硝效率最高、选择性好和成熟稳定等优势，选择性催化还原法(SCR)已成为目前应用最广的烟气脱硝技术，其核心脱硝催化剂主要以V₂O₅为活性组分、WO₃/MoO₃为助剂、TiO₂为载体，活性温度区间通常为300-420℃，当温度低于此区间时，会发生脱硝效率大幅下降，以及严重硫中毒等问题。

随着环保要求的日益严格，许多行业排放烟气中的NO_x开始受到管制，然而不同行业排放烟气温度存在较大差异，如钢铁行业的烧结机、球团、焦炉等，以及垃圾焚烧炉、玻璃窑炉、水泥窑炉等烟气温度一般在100-250℃。常规SCR脱硝催化剂无法用于低温烟气行业，需要将烟气加热至300℃以上，再通过常规SCR脱硝催化剂进行脱硝，在此过程中需要投入极高的烟气再热成本，因此，开发适用于低温烟气环境的低温脱硝催化剂已成为当前脱硝领域的研究热点，其中低温环境下的脱硝活性和催化剂抗硫中毒性能一直是该领域发展的瓶颈。

中国专利文献CN201710277820.9公开了一种低温抗硫抗水脱硝催化剂，该催化剂以五氧化二钒和三氧化锑为活性成分，以二氧化钛为载体，在170-300℃温度范围内，脱硝效率可达90％以上，且催化剂具有较好的单独抗硫和抗水中毒性能，但当二氧化硫和水同时存在时，使用160h后催化剂脱硝效率下降超过20％。中国专利文献CN201910576949.5公开了一种片状锐钛矿TiO₂为载体的锰铈复合物及制备与应用，该催化剂活性组分为锰铈复合氧化物，载体为片状二氧化钛，催化剂在80-240℃具有很高的脱硝活性，但该催化剂同样不具有抗硫中毒性能，当烟气中含有二氧化硫时，使用7.5h，催化剂脱硝效率下降值已达9.5％。中国专利文献CN201911274012.2公开了一种利用铁基聚合物为活性组分、钛基氧化物为载体的脱硝催化剂，该催化剂具有良好的抗硫抗水中毒性能，但其活性温区为300-480℃，无法用于低温烟气脱硝。鉴于现有催化剂存在的上述技术问题，亟待开发一种低温活性高、抗硫抗水中毒性能强的SCR脱硝催化剂。

发明内容

本发明要解决的是现有的SCR脱硝催化剂低温活性差、易硫中毒等技术问题，提供一种基于钴镧锑氧化物纳米笼的氮氧化物脱除催化剂及其制备方法，所述催化剂在100-140℃烟气中具有优异的脱硝活性和抗硫中毒性能。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种基于钴镧锑氧化物纳米笼的氮氧化物脱除催化剂，所述催化剂组分包括质量百分比为1-10％的钴镧锑氧化物纳米笼和90-99％的片状纳米二氧化钛，所述催化剂经预硫化处理。

优选地，钴镧锑氧化物为空心多孔结构的纳米笼状结构，纳米笼尺寸为420-480nm，其中Co：La：Sb摩尔比为1：(0.5-1)：(0.5-1)。

优选地，所述二氧化钛为片状结构，纳米片厚度6-8nm，长度250-300nm。

优选地，所述二氧化钛晶型为锐钛矿。